2011-5-5 故障诊断 1.ppt

1、设备故障诊断技术的发展历史
2、故障诊断的概念
3、故障诊断方法综述
4、故障智能诊断系统的发展趋势
第一章概述
故障诊断其全名是状态监测与故障诊断。它包含两方面内容:
1、对设备的运行状态进行监测
2、在发现异常情况后对设备的故障进行分析、诊断
故障诊断技术是一门综合性技术,是多学科交叉的实用性技术。
理论基础:可靠性理论、信息论、控制论和系统论
技术手段:现代测试仪器和计算机
诊断对象:系统、设备、机器、装置、工程结构以及工艺过程等
如现代控制理论、可靠性理论、数理统计、模糊集理论、信号处理、模式识别、人工智能等学科理论。
特点:诊断对象广泛、技术具体、工程应用性强以及与高技术紧密结合等。
一、设备故障诊断技术的历史
可分为以下四个阶段
原始诊断阶段
基于材料寿命分析与估计的诊断阶段
基于传感器与计算机技术的诊断阶段
智能化诊断阶段
19世纪末至20世纪初,故障诊断技术产生阶段
特点:
方法简便,用在一些简单设备的故障诊断中。
方法:
个体专家依靠感官获取设备的状态信息,并凭借其经验作出直接判断。
20世纪初至60年代,可靠性理论的产生和应用
能够依靠事先对材料寿命的分析与估计以及对设备材料性能的部分检测来完成诊断任务。
开始于20世纪60年代中期,传感器技术的发展
对各种诊断信号和数据的测量变得容易;
建立在信号测试基础上的诊断技术
原来以数值计算和信号处理为核心的诊断过程被以知识处理和知识推理为核心的诊断过程所代替。
一、设备故障诊断技术的历史
可分为以下四个阶段
原始诊断阶段
基于材料寿命分析与估计的诊断阶段
基于传感器与计算机技术的诊断阶段
智能化诊断阶段
1、美国研究情况:
1967年,在美国宇航局和海军研究所的倡导和组织下,成立了美国机械故障预防小组(MFPG),开始有计划地对故障诊断技术分专题进行研究。
目前美国的故障诊断技术在航空航天、军事、核能等尖端技术领域仍处于领先地位。
一、设备故障诊断技术的历史
可分为以下四个阶段
原始诊断阶段
基于材料寿命分析与估计的诊断阶段
基于传感器与计算机技术的诊断阶段
智能化诊断阶段
2、英国研究情况:
对设备故障诊断技术的研究始于20世纪60年代末、70年代初,在宣传、培训、咨询及诊断技术的开发方面做了大量的工作,并取得了很好的效果。
目前,英国在摩擦磨损、汽车、飞机发动机监测和诊断方面具有领先优势。
一、设备故障诊断技术的历史
可分为以下四个阶段
原始诊断阶段
基于材料寿命分析与估计的诊断阶段
基于传感器与计算机技术的诊断阶段
智能化诊断阶段
3、日本的诊断技术研究情况:
始于20世纪70年代中期,1971年新日铁开展对故障诊断技术的研究,到1976年已达到实用的阶段。
日本的诊断技术研究目前,日本在钢铁、化工、铁路等民用工业的诊断技术处于领先地位。
一、设备故障诊断技术的历史
可分为以下四个阶段
原始诊断阶段
基于材料寿命分析与估计的诊断阶段
基于传感器与计算机技术的诊断阶段
智能化诊断阶段
4、我国的诊断技术研究情况:
起步较晚,在20世纪70年代末期开始。广泛的研究则从20世纪80年代开始发展起来。
目前,在化工、冶金、电力、铁路等行业得到了广泛的应用,取得了可喜的成果。
一、设备故障诊断技术的历史
故障诊断的基本思想表述为:
设被检测对象全部可能发生的状态组成状态空间S,
其可观测特征量全体构成特征向量空间Y。
包括正常状态和故障状态
当系统处于某一状态s时,系统具有确定的特征向量y,
即:存在映射g:S
反之,一定的特征也对应确定的状态,即:存在映射f:Y
Y;
S。
二、故障诊断的概念
故障诊断的目的:
根据可测量的特征向量来判断系统处于何种状态,也就
是找出映射f。
在这种情况下,故障诊断就成为
按特征向量对被测系统进行分类的问题,
或者
对特征向量进行状态的模式识别问题
在实际情况中故障状态具有一定的模糊性。因此,它所对应的特征向量也在一定范围内变动,有可能一种故障状态对应多个特征向量,或者多种故障状态对应一个特征向量
二、故障诊断的概念
故障诊断技术的任务:
故障建模
故障检测
故障的分类、评价与决策
故障分离与估计
就是按照先验信息和输入输出关系,建立系统故障的数学模型,作为故障检测与诊断的依据;
就是判断系统中是否发生了故障并检测出故障发生的时刻
就是在检测出故障后确定故障的类型和位置,以区别出故障原因是执行器、传感器和被控对象等
就是判断故障的严重程度,以及故障对系统的影响和发展趋势,便于针对不同的工况采取不同的措施。