船舶柴油机是船舶的心脏,是保障船舶安全航行的关键。目前,船舶柴油机朝着大功率、高功率密度和智能化方向发展,柴油机故障诊断技术是柴油机实现智能化的关键技术之一,开展船舶柴油机故障诊断系统的研究具有重要的意义。本文分析了国内外船舶柴油机故障诊断系统的发展现状,指出了已有研究基于离线诊断存在的不足,提出开展柴油机在线故障诊断的研究方向。首先对船舶柴油机故障诊断系统中的关键技术故障诊断专家库及推理机制开展研究,制定了故障诊断专家库方案,为后续研究奠定基础;研制了基于在线诊断的船舶柴油机故障诊断系统功能样机,解决了框架设计、功能模块分解、通讯接口设计、不同语言混合编程等相关问题,并进行了相关功能调试和试验验证;结合粤海铁渡船实船应用需求进行改进,研制了一套实船应用的柴油机故障诊断系统,实现了船舶柴油机故障的在线诊断。考虑到船舶柴油机在生命周期内不同运行阶段特性存在差异,状态参数的特性值也不同,通过在线训练的方法使得船舶柴油机状态参数的预警限值和报警限值实现在线整定,使得故障诊断系统具有良好的工程适应性。本文尝试对船舶柴油机运行的状态参数变化趋势进行了初步探索,在建立时间序列分析和神经网络模型的基础上,可以对船舶柴油机状态参数的异常变化趋势进行预先报警,这对船舶柴油机的日常维护工作有一定的指导意义。本文的研究成果在粤海铁联合动力监控装置上得到成功应用,实船运行结果表明,本套船舶柴油机故障诊断系统初步具备参数的在线训练及趋势预测功能,实现了对船舶柴油机运行状态参数的在线诊断,本套系统的使用可以有效地指导船员对船舶柴油机实施日常维护工作。