第5章智能故障诊断的实现方法

《第5章智能故障诊断的实现方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、智能故障诊断技术主讲人：沈志熙主教2109室65103002shenzhixi@cqu.edu.cn重庆大学自动化学院1第五章智能故障诊断的实现方法1.故障信号检测2.故障特征识别3.故障状态预测4.故障维修决策5.故障容错控制21.故障信号检测1.1故障分类1.2故障检测方法1.3故障判断标准1.4微弱信号检测1.5早期故障检测31.1故障分类从故障的形成过程，可概括为两类：1）可预测故障：是指那些可预先知道的故障。故障发生前通常都有一定征兆，只要及时捕捉这些征兆信息并采取相应措施，就可预防故障。渐发性故障是一种最常

2、见的可预测故障。2）不可预测故障：是指那些不可预先知道，但会影响设备正常工作的故障。突发性故障是其中最典型的一种。可预测故障通常有一定规律性，易于检测和防范；不可预测故障具有随机性，且常对设备造成严重危害，是故障诊断研究的主要对象。41.2故障检测方法1）振动法：通过测量设备主要部位的振动值，并与标准值比较，对运行状态进行评定。2）特征分析法：对测得的振动量在时域、频域、幅域进行特征分析，以确定故障的内容和性质。3）参数估计法：当设备故障可由n个参数发生的不期望显著变化来表示时，可根据参数变化的统计特性来检测故障。如最

3、小二乘法、卡尔曼滤波等。……51.3故障判断标准1）绝对标准：在设备的同一部位、按一定要求测得的表现设备状态的值，与某种相应判断标准相比较，以评定设备的状态。2）相对标准：对设备的同一部位、同一工况、同一测量值，用相同方法进行定期测取，按时间先后将实测值与正常状态下的初始值进行比较来判断。3）类比标准：若有多台机型相同、规格相同的设备，在相同条件下用相同方法进行测定，通过相互比较来评定设备的状态。61.4微弱信号检测微弱信号检测：分析噪声产生的原因和规律，研究被测信号的特点和相关性，检测被噪声淹没的微弱有用信号、或从强

4、噪声中提取有用信号、或采用其他新技术和新方法来提高检测系统输出信号的信噪比。微弱信号检测方法主要有以下几种：1）窄带滤波法2）双路消噪法3）同步累积法4）锁定接收法5）相关检测法6）取样积分法7微弱信号检测的常用方法窄带滤波法：用窄带滤波器滤掉通频带以外的宽噪声，只让窄带信号通过，从而提高信号的信噪比双路消噪法：当随机噪声从两路到达加法器时，使其极性正好相反，经过加法器相加后把噪声消除同步累积法：利用信号的重复性和噪声的随机性，对信号进行重复累积n次，以提高输出功率信噪比锁定接收法：一种频域分析法，利用互相关原理，使输

5、入周期信号与频率相同的参考信号实现互相关相关检测法：一种时域分析法，信号和噪声相互独立，信号只与信号相关而与噪声不相关，噪声之间互不相关，可通过自相关或互相关运算去除噪声81.5早期故障检测设备运行过程中的故障，往往会经历一个从产生到发展、从轻微到严重的渐变过程一方面，设备性能的变化：正常非正常恶化崩溃另一方面，设备征兆参数的变化：不明显明显、不完全完全的时间过程——因此，早期故障检测对减少或避免故障造成的损失具有特别重要的意义。9早期故障的主要特点1）早期故障信号很微弱：早期故障属于轻微故障，其故障信号分量

6、通常很小，不易察觉；2）早期故障信号表征不明显：早期故障信号的幅值、相位、时频特性等变化很小，表征很不明显；3）早期故障信号容易被噪声信号淹没：由于噪声信号通常会夹杂在故障信号中，当故障信号很弱时噪声信号就相对较强，早期故障信号常被噪声信号所淹没，具有很大的隐蔽性。10早期故障检测方法1）信息融合检测法：利用故障发生后系统中多个相关变量或征兆间的冗余关系，将它们的动态变化趋势进行融合，在故障动态变化过程中，来检测早期故障。如神经网络、证据推理、贝叶斯估计等2）故障征兆缩放检测法：通过对故障特征参数变化值（变化率）进行不

7、同比例的缩放，寻找与典型故障样本的最佳匹配来检测早期故障。其他方法，典型的如小波分析、混沌、分形等方法112.故障特征识别2.1故障识别的内容2.2故障识别的过程2.3故障识别的方法2.4故障识别的关键技术2.5两种识别错误122.1故障识别的内容1）正确选择与设备状态有关的特征信号特征信号是指与设备功能紧密相关的、最有用的、能代表设备运行状态的信号应根据不同监控对象，选取最能反映其运行状态的那部分信息作为特征信号选择特征信号依据：经济性好、信息量大、敏感度高2）正确地从特征信号中提取征兆对特征信号进行处理，提取出与设

8、备状态相关的、能直接用于诊断的征兆信息133）正确地根据征兆对设备进行状态识别征兆是故障诊断的基本信息采用合适的故障诊断理论与方法对征兆加以处理，对不同的设备状态进行模式识别4）正确地根据识别结果对设备进行状态诊断有故障时，分析故障的位置、类型、性质、原因与趋势——故障定位无故障时，分析状态趋势，预计未来情况——故障预测5）正确地