臺灣博碩士論文加值系統

本文所要探討的是利用高感度麥克風擷取引擎噪聲，進而經過電腦程式的處理，得到引擎各別的均方根值(Root Mean Square Value)、峰態值（Kurtosis）、頻譜分析圖、頻譜區間功率值以及頻譜區間比值等，來辨識情況未明引擎為正常抑或是故障引擎，接著由門檻值判斷後所產生之數字序列來判斷故障的種類。量測實驗在車廠廠房裡的引擎試台上所進行，當測試機台上之引擎暖機完畢後，直接將引擎轉速拉升到本實驗所訂定之轉速3000 rpm(轉/分)，等待引擎轉速穩定後，即進行量測。利用多具車廠確定為正常的引擎來收集聲音訊號，建立資料庫，並從資料庫中訂定選取判斷條件的門檻值，其後則由已確認故障狀況之引擎所擷取下來的訊號資料進行比對，並觀察是否有故障狀況特徵可以擷取。經實驗驗證，本論文所用實驗的方法能夠有效的判斷引擎的狀況。

In this paper, a high-sensitivity microphone was used in acquiring the sound pressure variations of engines. Then, some parameters such as, Root Mean Square values、Kurtosis values、spectrum analysis charts、spectrum interval power values and spectrum interval specific ratios are evaluated from computer program to distinguish whether unidentified engines to be regular or failure. Furthermore, the threshold values of these parameters for the classifications of failure types were determined by generating a series of digits.
Measurements were performed at the test site in an automobile engine plant. After finishing the warm-up procedure of the engine at site, the rotation rate was raised to 3000 rpm directly, and while the rotation rate reaches a steady state condition, the measurements were started. Then by collecting sound signals from several engines which were recognized to be regular by the automobile engine plant, a database is established, and the threshold values of the chosen parameters are determined. Finally, from the analysis of the collected signals, the characteristics of the failure engine could be obtained by comparing the differences between the regular and the failure engines.
The experimental data demonstrates that our method of experiment could diagnose the status of engines effectively.

摘要 Ⅰ
英文摘要 Ⅱ
致謝 Ⅲ
目錄 Ⅳ
表目錄 Ⅶ
圖目錄 Ⅸ
符號說明 XI
第一章 序論 1
1-1 前言 1
1-2 文獻回顧 1
1-3 研究動機與目的 4
第二章 訊號分析方法 5
2-1 動差（Moment） 6
2-2 均方根（Root Mean Square Value） 8
2-3 離散傅立葉轉換(Discrete Fourier Transform) 9
2-4 功率頻譜（Power Spectrum） 11
2-5 功率頻譜積分 12
2-6 短時傅立葉轉換（Short-time Fourier Transform） 13
第三章 量測實驗架構與流程 16
3-1 實驗架構 16
3-2 實驗設備介紹 18
3-3 實驗訊號的擷取 19
3-3-1 取樣頻率的選定 19
3-3-2 麥克風靈敏度的設定與增益值的選定 19
3-4 測試用故障引擎狀況 20
3-5 引擎模擬試驗 31
第四章 訊號分析與處理 33
4-1 引擎之均方根值比較 34
4-2 引擎之峰態值比較 35
4-3 引擎之半倍頻區間功率值比較 36
4-3-1 第四半倍頻區間功率值比較 36
4-3-2 第五半倍頻區間功率值比較 37
4-4 引擎第一半倍頻區間最大值與基頻比值比較 38
4-5 引擎之快速傅立葉轉換頻譜圖比較 39
4-6 引擎之短時傅立葉轉換時頻分析圖比較 44
4-7 不同訊號分析方法優缺點討論 48
4-8 引擎模擬試驗 50
第五章 實驗結果與討論 53
5-1 未知引擎是否異常之判定 53
5-2 故障引擎種類的判定 56
5-2-1 故障引擎判斷方法一 56
5-2-2 故障引擎判斷方法二 67
5-3 變更門檻值後未知引擎是否異常之判定 69
5-4 變更門檻值後故障引擎種類的判定 72
5-4-1 故障引擎判斷方法一 72
5-4-2 故障引擎判斷方法二 83
5-5 實驗結果之綜合討論 85
第六章 結論與未來展望 87
6-1 結論 87
6-2 未來展望 89
參考文獻 91

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