計算機對系統(tǒng)故障診斷的實現(xiàn)

1、計算機對系統(tǒng)故障診斷的實現(xiàn)1數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)本文的數(shù)據(jù)采集部分采用的是高精度、高集成化的EDCS-4數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)其由傳感器、診斷儀、筆記本電腦和連接電纜組成。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實物圖如圖2所示。EDCS-4系統(tǒng)具有較高的信噪比和較強的抗干擾能力，在設(shè)計和使用上也有眾多優(yōu)點：采用外掛式設(shè)計，使計算機與診斷儀主機能夠獨立使用，保證軟件系統(tǒng)能長久升級；模塊化設(shè)計，可靠性高；操作方便，且數(shù)據(jù)直接進入筆記本計算機，無需進行二次數(shù)據(jù)傳遞；自帶電池，便于攜帶和野外操作。2 系統(tǒng)軟件功能該系統(tǒng)的主要功能包括信號聚類和故障診斷兩大部分。其中，聚類是將采集到的大量數(shù)據(jù)信息通過SO昉法進

2、行聚類，故障類型相同的信息聚為一類；而故障診斷過程是基于分形維數(shù)關(guān)聯(lián)維數(shù)來實現(xiàn)的。以關(guān)聯(lián)維數(shù)為特征量，對仿真信號和實測信號進行診斷。并將齒輪的這幾種實測信號狀態(tài)作為典型狀態(tài)，計算其在不同數(shù)據(jù)段下的關(guān)聯(lián)維數(shù)，并計算待檢測信號與齒輪各種狀態(tài)之間的狀態(tài)距離計算值。根據(jù)此狀態(tài)距離的大小，最終確定齒輪的故障形式。3 系統(tǒng)軟件功能的實現(xiàn)該系統(tǒng)的運行平臺是WindowsXP操作系統(tǒng)，系統(tǒng)啟動時，會自動進行系統(tǒng)完整性檢查，啟動后的“主界面”如圖3所示。系統(tǒng)的“參數(shù)設(shè)置”界面包含大量與系統(tǒng)有關(guān)的參數(shù)，如分析段數(shù)、延時、嵌入維數(shù)、線性區(qū)域上下限等。根據(jù)采集的信號信息，選取適當?shù)姆治龆螖?shù)、延時、嵌入維數(shù)等參數(shù)，進行

3、“讀數(shù)”，圖形顯示界面會顯示振動信號時域波形。若參數(shù)選取不當，系統(tǒng)會給出相應(yīng)的錯誤提示。進一步“試算”“終算關(guān)聯(lián)積分”，計算結(jié)果瀏覽界面會顯示對應(yīng)各項的數(shù)據(jù)值，同時圖形顯示界面會顯示關(guān)聯(lián)積分和局部斜率圖。再根據(jù)局部斜率圖找出曲線的近似線性部分，根據(jù)其對應(yīng)的橫坐標數(shù)值設(shè)置線性區(qū)域上下限，再通過“計算關(guān)聯(lián)維數(shù)及K嫡”得到關(guān)聯(lián)維數(shù)及K嫡的計算結(jié)果。最后根據(jù)各關(guān)聯(lián)維數(shù)值，利用狀態(tài)距離函數(shù)計算相應(yīng)的狀態(tài)距離數(shù)值。再根據(jù)此狀態(tài)距離的大小，判斷待檢信號與已知信號的接近程度，從而最終對齒輪的故障類型給出定量診斷。4 小結(jié)本文主要介紹了系統(tǒng)的總體框架結(jié)構(gòu)，詳細說明了系統(tǒng)的硬件數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和軟件分析系統(tǒng)的功能。該系統(tǒng)可以實現(xiàn)對齒輪信號的聚類和齒輪故障的定量診斷，還可以通過現(xiàn)場自定義專家系統(tǒng)，使其具有較高的適用性和可靠性。5 展望展望未來，針對齒輪故障診斷技術(shù)，結(jié)合目前故障診斷技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，提出以下幾點展望：新的信號處理方法將不斷發(fā)展。隨著數(shù)字計算機的飛速發(fā)展，信號處理的理論和方法也得以發(fā)展。因此將有越來越先進的信號處理技術(shù)應(yīng)用于故障診斷領(lǐng)域，有利于更精確地診斷故障。實驗分析手段將不斷實用化。遺傳算法、模糊數(shù)學(xué)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等各種信號分析處理方法的完美結(jié)合，將使機械設(shè)備故障診斷系統(tǒng)的研究越來越完善，診斷結(jié)果也會越來越精確。故障診斷技術(shù)實用化。現(xiàn)階段，由于通信技術(shù)、計算機技術(shù)等高科