1. 目的及意义

1.1. 研究目的

随着“工业4.0”及“中国制造2025”时代的到来，智能化成为各个领域发展的主流。无人驾驶船舶、智能船舶成为当今航运业发展的热点和趋势。作为船舶心脏，船舶动力系统的良好状态是船舶正常航行的先决条件，而如何对动力系统及设备的运行状态进行精确、有效的监控和管理则是实现机舱智能化的基础和关键。船舶动力装置为船舶提供各种能量，是船舶的重要组成部分，而且船上约60%-80%的故障发生在动力装置上，船舶动力装置故障研究显得尤为重要。船舶动力装置是船舶的动力心脏,对其进行监测和故障诊断是保证航运安全稳定运行的关键。

1.2. 研究意义

船舶推进轴系是实现主机于大型船舶的与螺旋桨之间的能量传递、同时又将螺旋桨旋转产生的轴向推力通过轴系传递给船体，推动船舶前进的系统，是船舶动力装置的重要组成部分。船舶轴系是船舶动力装置的重要组成部分之一。轴系的工作好坏将直接影响船舶的推进特性和正常航行，并对船舶主机的正常工作也有直接的影响。由动力装置的结构复杂且工况环境恶劣，对其进行故障诊断的难度较大，为了确保船舶的稳定动力输出，需要研究一种有效的故障诊断方法，提高船舶运动工况的稳定性。

1.3. 国内外研究现状分析

故障诊断是一门包括了人工智能、统计数学、电子技术、现代控制理论、计算机科学与模式识别和信号处理的等多学科多领域的综合性技术。总体来说，故障诊断技术的发展经历了以下四个阶段:

(1)原始故障诊断阶段:该阶段产生于19世纪末到20世纪初，由于当时绝大部分设备组成结构简单，原理简单易懂，因此主要是个人凭借感官和经验对故障做出直接判断。这种方法具有很强的经济性和实用性，通常用于一些简单设备的故障诊断中。

(2)基于设备材料使用寿命分析和评价的故障诊断阶段:该阶段起始于20世纪初，当时可靠性理论已经产生，到了60年代末，该理论已经被应用到实际生产中，从而使得人们可以通过事先对设备材料的使用寿命进行分析与评价来完成故障诊断的任务。

(3)基于传感器技术、信号分析技术与检测技术的故障诊断阶段:该技术起始于20世纪60年代，经过长时间的发展已经成为目前比较成熟的故障诊断技术。传感器技术和检测技术的发展，使得人们对设备故障信号的检测变得更加容易，同时计算机技术的发展使得人类能够快速准确的处理检测到的数据，这些为该技术的发展奠定了基础。由于该类技术比较成熟，因此，目前这种故障诊断方法被广泛的应用于军事、船舶、核电等相对而言比较重要的领域。