二、機械設備故障診斷技術

　　(一)機械設備狀態監測及故障診斷模型

　　故障診斷是研究機械設備運行狀態變化的信息，進而識別、預測和監視機械運行狀態的技術方法。

　　故障診斷的基本模型如圖4—5所示。圖中St(f)是載荷或應力向量，M(f)是故障機理傳遞函數，E(f)是異常模式(模型)向量，x(f)是設備狀態向量，H(f)是E(f)和X(f)之間的傳遞函數。機器或設備在正常工作時[M/(f)=l]其狀態向量X(f)是由外因St(f)和內因H(f)共同決定的，當出現異常或故障[即M(f)不為1或St(f)超過正常值。前者稱為結構異常，后者稱為偏離操作規范]之后，X(f)除與外因St(f)和內因 H(f)有關外，還與載荷超差及故障機理傳遞函數M(f)有關。

　　圖4-3 故障診斷的基本模型

　　在設備狀態監測和故障診斷中，設備的狀態向量是設備異常或故障信息的重要載體，是設備故障診斷的客觀依據，所以及時而正確地掌握狀態向量是進行診斷的先決條件，為此就要用傳感器或其他檢測手段進行狀態信號的監測。

　　(二)故障診斷的基本流程及實施步驟

　　故障診斷的基本工藝流程如圖4—4所示，它包括診斷文檔建立和診斷實施兩大部分。

　　診斷實施過程是故障診斷的中心工作，它可以細分為4個基本步驟：

　　(1)信號檢測。按不同診斷目的選擇最能表征設備狀態的信號，對該類信號進行全面地檢測，并將其匯集在一起，形成一個設備工作狀態信號子集，該子集稱為初始模式向量。

　　(2)特征提取(或稱信號處理)。將初始模式向量進行維數變換、形式變換，去掉冗余信息，提取故障特征，形成待檢模式。

　　圖4-4 故障診斷的基本方法

　　(3)狀態識別。將待檢模式與樣板模式(故障檔案)對比，進行狀態分類。

　　(4)診斷決策。根據判別結果采取相應的對策。對策主要是指對設備及其工作進行必要的預測和干預。

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