机电设备考试辅导：设备故障诊断的常用方法_生活广记

第三节设备故障诊断的常用方法
一、振动测量法
（一）振动的分类。
振动分为确定性振动和随机振动，确定性振动又分为周期振动和非周期振动，周期振动又进一步分为简谐周期振动和复杂周期振动，非周期振动也进一步分为准周期振动和瞬态振动。
（二）振动的基本参数。
振动的基本参数包括振幅、频率和相位。振动完全可以通过这三个参数加以描述。
（三）常用的测振传感器
压电加速度传感器、磁电速度传感器、涡流位移传感器的结构、特点及应用。
振动加速度信号通常采用压电加速度传感器(压电加速度计)提取。压电加速度计是基于压电晶体的压电效应工作的，有多种结构形式，如正置压缩型、倒置压缩型、环剪切型、三角形剪切型等。不管是哪一种结构的加速度计，均包括压紧弹簧、质量块、压电晶片和基座等部分。振动加速度计属于能量转换型传感器。可测频率范围宽(0.1Hz~20kHz) ，灵敏度高而且稳定，有比较理想的线性。这种传感器体积小，重量轻，可以安装在任何方位，而且无移动元件，不易造成磨损。值得注意的是，压电式加速度计使用的上限频率随其固定方式而变。
振动速度信号通常采用磁电速度传感器提取。磁电速度传感器是基于电磁感应原理工作的。这种传感器也是能量转换型传感器，工作时不需要电源，输出信号可以不经过变换放大即可远距离传送，使用方便。但这种传感器中存在着机械运动部件，它与被测系统同频率振动，由于其疲劳极限使传感器寿命比较短。因此，在长期连续测量中应该考虑传感器的寿命。
惯性磁电速度传感器当其随被测系统振动时，传感器线圈与磁场之间产生相对运动，切割磁力线．而产生感应电动势，从而输出与振动速度成正比的电压。振动位移信号通常采用电涡流位移传感器提取。它基于金属体在交变磁场中的电涡流效应工作。是一种非接触式的相对测振传感器，能方便地测量运动部件与静止部件间的间隙变化，它将传感器顶端与。被测对象表面之间间隙的变化转换成与之成正比的电信号。电涡流位移传感器属于能量控制型传感器，它必须借助于电源才能将振动位移转换为电信号。这种传感器具有线性范围宽、灵敏度高、频率范围宽、抗干扰能力强、不受油污等介质影响以及非接触测量等特点。不仅能无接触地测量各种振动、轴向位移，还能测量转数。
（四）数字式频谱分析仪的组成，频谱分析的作用
数字式频谱分析仪一般由前置放大器、抗混淆滤波器、A／D转换器、高速数据处理器及外围设备等组成。
需要进一步查明异常振动的原因和位置，就要对振动信号进行频谱分析。通过频谱分析常能将时域信号变换为频域信号，将工程信号分解为各个频率分量，获得信号的频率结构和组成信号各个谐波的振幅、相位信息。
第1章设备故障诊断概述
1.1 设备故障诊断的基本概念和特点
1.1.1 设备故障的基本概念
1.1.2 设备故障诊断的内容及特点
1.2 故障诊断的基本问题
1.2.1 故障分类
1.2.2 故障诊断的任务
1.2.3 评价故障诊断系统的性能指标
1.3 设备故障诊断的知识构成和求解过程
1.3.1 设备故障诊断的知识构成
1.3.2 设备故障诊断的求解过程
1.4 设备故障诊断的基本方法及研究现状
1.4.1 基于解析模型的故障诊断方法
1.4.2 基于知识的故障诊断方法
1.4.3 基于信号处理的故障诊断方法
1.4.4 其他故障诊断方法
1.4.5 设备故障诊断技术研究的热点
1.5 设备故障诊断技术的发展趋势
复习思考题
第2章故障诊断中的数据处理
2.1 数据处理的有关知识
2.1.1 动态测试数据的分类
2.1.2 随机过程的基本概念
2.1.3 测试数据处理方法
2.1.4 数据检验
2.1.5 数据分析流程
2.2 随机数据统计参量的数值分析
2.2.1 估计理论的基本概念
2.2.2 均值和方差的计算
2.3 离散傅里叶变换（DFT）
2.3.1 采样与混叠
2.3.2 截断与泄漏
2.3.3 频率采样（延拓）
2.4 小波分析的基本原理
2.4.1 小波变换
2.4.2 小波变换的直观理解及其工程解释
2.4.3 小波包分析
2.4.4 适合故障信号分析的小波函数选择
复习思考题
第3章基于统计理论的诊断方法
3.1 Bayes决策诊断方法
3.1.1 概述
3.1.2 基于最大后验概率的Bayes诊断
3.1.3 基于最小风险的Bayes诊断
3.2 时序模型诊断法
3.2.1 ARMA ， All和MA模型
3.2.2 故障诊断时序方法的步骤
3.2.3 故障诊断时序方法的内容
3.2.4 ARMA模型的建模
3.2.5 根据模型参数进行故障诊断
3.2.6 距离判别函数故障诊断法
3.3 序贯模式分类故障诊断法
3.3.1 概述
3.3.2 序贯分类原理及步骤
3.3.3 Bayes序贯判别步骤
3.4 主分量分析法
3.4.1 引言
3.4.2 主分量分析
3.5 线性判别函数法
3.5.1 引言
3.5.2 Fisher判别式分析（FDA）
3.6 灰色系统的关联分析诊断方法
3.6.1 概述
3.6.2 关联度分析法在故障诊断模式识别中的应用
3.6.3 灰色预测在设备状态趋势预报中的应用
3.7 基于支持向量机的故障诊断方法
3.7.1 支持向量机的基本原理
3.7.2 多类支持向量机
3.7.3 支持向量机的故障诊断方法
3.7.4 实例
复习思考题
第4章基于模糊理论的诊断方法
4.1 模糊集合理论基础
4.1.1 模糊集与隶属函数
4.1.2 隶属函数的确定
4.1.3 常用的隶属函数图表
4.1.4 模糊集的表示方法及其运算
【机电设备考试辅导：设备故障诊断的常用方法】
4.2 基于模糊模式的故障诊断方法
4.2.1 模糊模式识别的直接方法
4.2.2 模糊模式识别的间接方法
4.3 故障诊断的模糊综合评判原则
4.3.1 综合评判的数学原理
4.3.2 模糊综合评判的五种具体模型
4.3.3 综合评判模型的故障诊断应用实例
4.3.4 几种综合评判模型的适用范围
4.3.5 故障诊断的多级模糊综合评判方法
4.4 故障诊断的模糊聚类分析方法
复习思考题
第5章故障树分析诊断方法
5.1 故障树分析概述
5.1.1 故障树分析及其特点
5.1.2 故障树分析使用的符号
5.2 故障树分析的一般步骤及表述
5.2.1 故障树分析的步骤
5.2.2 故障树建造的一般方法
5.2.3 故障树的结构函数
5.3 故障树的分析
5.3.1 故障树的定性分析
5.3.2 故障树的定量分析
5.4 诊断实例
复习思考题
第6章专家系统故障诊断方法
6.1 专家系统概述
6.1.1 专家系统的基本概念
6.1.2 专家系统的结构
6.1.3 专家系统的特点
6.2 专家系统的知识表示
6.2.1 知识的层次结构
6.2.2 公共知识和私有知识
6.2.3 陈述性知识与过程性知识
6.2.4 对知识表示的要求
6.3 知识的产生式表示
6.3.1 产生式规则的形式
6.3.2 产生式系统
6.3.3 产生式表示的优缺点
6.4 知识的框架表示
6.4.1 框架表示的形式
6.4.2 框架表示下的推理
6.5 故障诊断专家系统的推理方式与控制策略
6.5.1 基于规则的诊断推理
6.5.2 基于模型的诊断推理
6.5.3 基于案例的诊断推理
6.5.4 不精确推理
6.6 故障诊断专家系统知识的获取
6.6.1 间接获取方式
……
第7章神经网络故障诊断方法
第8章数据融合故障诊断方法
第9章集成技术的故障诊断方法
参考文献