故障诊断
机械故障诊断: 是一种了解和掌握机器在运行过程的状态，确定其整体或局部正常或异常，早期发现故障及其原因，并能预报故障发展趋势的技术。
机械故障：简单地说：指机械功能的失常。具体地说：指机械的各项技术指标偏离了它的正常状态。
状态信号:设备故障信息的载体，能够真实、充分地采集到足够数量，客观反映诊断对象-机械的状态信号，是故障诊断成功的关键。。
诊断信息：能反映机械某种故障特征的状态参数.
预知维修:对机械进行监测，根据有无故障及机械性能的恶化程度决定是否需要维修。也称为视情维修。
油样分析:通过分析油液中磨损微粒和其它污染物质，了解系统内部的磨损状态，判断机械内部故障的一种方法。
超声波诊断：利用超声波对机械构件进行探伤或测厚达到诊断机械故障的目的。
声发射现象：指固体受力时，由于微观结构的不均匀或内部缺陷的存在，导致局部应力集中，塑性变形加大或裂纹形成与扩展过程中释放出弹性波的现象。
声发射技术：声发射技术是一种快速、动态、整体性的无损检测手段，可在设备运行过程中实行监测。可用于连续监控材料或工件、构件中裂纹的产生与发展，了解物体的摩擦与磨损，研究固体的塑性形变、金属的微观组织变化等。
直接诊断：直接确定关键零部件的状态，如轴承间隙、齿轮齿面磨损、轴或叶片的裂纹、腐蚀环境下管道的壁厚等。
间接诊断：利用机械产生的二次信息来间接判断机械中关键零部件的状态，如用润滑油的温升反映主轴承的磨损状态，用振动、噪声反映机械的工作状态等。
在线诊断：对现场正在运行中的机械进行的自动实时诊断。
离线诊断：通过记录仪或计算机将现场测量的状态信号记下，带回实验室再结合诊断对象的历史档案作进一步分析和诊断。
常规诊断：在机械正常工作条件下采集信息进行的诊断。
特殊诊断：创造特殊的工作条件采集信号进行的诊断。
信号:通常把可测量、记录、处理的物理量泛称为信号。
动态信号:指分析处理的信号随时间是变化的。
周期信号：瞬时幅值随时间重复变化的信号。
准周期信号: 是由一些不同离散频率的简谐信号合成的信号，这一点与复杂周期信号类似，但准周期信号没有周期性，组成它的简谐分量中总有一个分量与另一个分量的频率比为无理数。
随机信号：是一种不确定性信号。即信号波形的变化不存在任何确定的规律,因而无法准确预测其未来值,它不能用确定的时间函数来描述。
方差:用来描写信号相对于其均值的波动情况，反映信号的动态分量。
时差域分析：用于描述信号在不同时刻的相互依赖关系(相关性)，是提取信号
中周期成分的有用手段。
频率域分析：指把时间为横坐标的时域信号通过傅里叶变换分解为以频率为
横坐标的频域信号，从而求得原时域信号频率成分的幅值和相位信息的一种分析方法。
转子不平衡：就是质量和几何中心线不重合所导致的一种故障状态（质心不在旋转轴上）。转子不对中：不对中指的是相互耦合的一对轴的中心线不重合。
松动：旋转部件的松动: 是由于旋转件和类似轴承的固定件间的间隙太大所造成的. 非旋转性的松动:一般是出现在两个固定的部件之间，例如基脚与地基、机器和
轴承箱间的松动等。
齿面磨损：供油不足或油质不清洁造成剧烈的磨粒磨损。
齿面胶合和擦伤：重载和高速齿轮，齿面工作温度高，如润滑不好，齿面间油膜破裂，一个齿面金属会熔焊在啮合的另一齿面上，形成垂直于节线的划痕胶合。
齿面接触疲劳：齿轮啮合中既有相对滚动又有相对滑动，且相对滑动的摩擦力在节点两侧的方向相反，产生脉动载荷。这两种力的作用使齿轮表层深处产生脉动循环变化的剪应力。当剪应力超过材料疲劳极限，表面产生疲劳裂纹，并逐步扩展，齿面形成点蚀，点蚀扩大连成一片时，形成齿面上金属块剥落。
振幅：就是波形图上的轨迹高度。
特征频率：等于基准速度和阶的乘积
红外测温：是一种在线监测式检测技术，它集光电成像技术、计算机技术、图像处理技术于一身，通过接收物体发出的红外线，将其热像显示在荧光屏上，从而准确判断物体表面的温度分布情况。
温度诊断：就是利用测温技术，测量机械的温度或温度分布，根据其温度或温度分布的变化来判断机械故障的一种方法。
磨料磨损：是由摩擦表面间存在的磨料而引起的类似金属磨削过程的磨损。
粘着磨损：两个相对运动的接触表面由于接触压力大或接触点温度过高粘合在一起，相对运动中粘结点受到剪切，引起金属部分撕脱，导致接触表面金属耗损的现象称为粘着磨损。疲劳磨损：由于循环接触压力周期性地作用在摩擦表面上，使表面材料经多次塑性变形趋于疲劳，表层材料首先出现微观裂纹，裂纹吸附的油液在裂纹尖端处形成油楔挤压裂纹，使裂纹进一步扩展，直至发生微粒脱落的现象。
腐蚀磨损：摩擦过程中，摩擦面间存在化学腐蚀介质，在腐蚀和磨损的共同作用下导致零件表面物质损失的现象称为腐蚀磨损。
油样诊断技术：是通过分析油液中磨损微粒和其它污染物质，了解系统内部的
磨损状态，判断机械内部故障的一种方法。具体：通过分析机械中使用过的油液中污染产物-磨损微粒和其它化学元素的形状、大小、数量、粒度分布及元素组成，对机械工况进行监测，判断其磨损类型、磨损程度，预测、预报机械磨损过程的发展及剩余寿命，确定维修方针和决策的一门技术。
热电效应：两种不同导体(或半导体)组成闭合回路,结点温度不同,则回路产生热电流(热电势),
压电效应：某些电介质，当沿着一定的方向对其施力而使之变形时，其内部将发生极化现象，同时在它的两个表面上产生符号相反的电荷；当外力去除后，电介质又重新恢复到不带电的状态。介质的这种机械能转换为电能的现象
齿轮啮合频率=齿数x轴的转速；
非平稳信号：是指分布参数或者分布律随时间发生变化的信号。
复杂周期信号？
1.机械故障的分类？
1）按部件损坏程度分类：（1）功能停止型故障（2）功能降低型故障（3）商品质量降低型故障
2）按故障持续时间分类：（1）临时性故障（2）持久性故障
3）按故障是否发生分类：（1）实际故障（2）潜在故障
4）按故障发生时间分类：（1）突发性故障（2）渐进性故障
2.机械故障诊断的目的:？
1)及时、正确地对机械各种异常或故障状态作出诊断，预防或消除
故障，提高机械运行的可靠性、安全性和有效性，将机械故障的
损失降低到最低水平。
2)保证机械发挥最大的工作能力，制定合理的检测维修制度，充分挖掘机械潜力，延长机械服役期限和使用寿命，降低其全寿命周期费用。
3)通过检测监视、故障分析、性能评估等，为机械结构修改、优化设计、合理制造及生产过程提供有效的数据和信息。
3.故障维修方式。维修理念及其特点？
1）事后维修即故障发生后再维修理念任其损坏（坏了再修）
维修费用高：零件坏了无法再用。
要承担一定的风险：若某些重要机械的关键零部件坏了会产生重大事故；会导致管理失控
优点：不必将资金投入到状态监测和预防性维修上；
设备不会出现过度维修。
缺点：无法预测的故障停工；
继发损坏以及灾难性的故障；
会导致生产损失；
将产生高额维修费用；
缺乏有效管理。
2）定期维修指按企业的维修计划，一定的时间间隔进行的维修停工前进行检修
优点：维修以可控制的方式在方便的时间进行；
减少机械故障的意外发生；
能有效的避免灾难性故障和生产中断；
可以更好的控制贮存的配件，节省资金。
缺点：状态良好的设备也会被频繁的检修（过剩维修）；
维修引起的损伤可能比益处更多；
仍然存在计划外故障停工；
所有设备都采用相同的维修计划，没有针对每个机器单独进行优化和寿命分析。
3）预知性维修
对机械进行监测，根据有无故障及机械性能的恶化程度决定是否需要维修。也称为视情维修。如果没有出现故障，就不检修。
优点：
避免过剩维修，防止因不必要拆卸使机械精度降低；
减少意外停工；
降低费用；
减少和避免重大事故；
缺点：监测花费大。
4.机械状态监测与故障诊断内容？
1）状态信号采集对运行中机械的状态进行正确的测试，获取合理的信号
2）故障特征提取一般故障信息混杂在大量背景噪声、干扰中，为提高故障诊断的灵敏度和可靠性，必须采用信号处理技术。排除噪声、干扰影响，提取有用故障信息，以突出故障特征。
3）故障识别对提取反映机械故障特征的信息进行分析、比较、识别，判断机械运行中有无异常征兆，进行早期诊断。
4）状态预测识别出故障后，要进一步对故障原因、部位、危险程度进行评估。即根据所得信息，预测机械运行状态和发展趋势。
5.机械诊断信息及获取方法？
能反映机械某种故障特征的状态参数又称为诊断信息
在机械状态检测和故障诊断中，可通过直接观察、振动和噪声测量、磨损残余物测量和机械性能指标测量等，获取机械机械运行过程中的诊断信息。
6.机械故障诊断的类型及其诊断目的
1）功能诊断和运行诊断目的是观察机械能否达到规定的功能。目的是为了发现正常工作中的机械是否发生异常现象，以便及早发现和排除故障。
2）定期诊断和连续诊断每隔一定时间间隔对工作状态下的机械进行常规检查和测量诊断。采用仪器及计算机信号处理系统对机械的运行状态进行连续的监视或检测
3）直接诊断和间接诊断直接确定关键零部件的状态。利用机械产生的二次信息来间接判断机械中关键零部件的状态
4）简易诊断和精密诊断主要由于机械性能的监测、故障劣化趋势分析及早期发现故障。目的：分析机械异常的类型、原因、危险程度，预测其今后发展
5）在线诊断和离线诊断对现场正在运行中的机械进行的自动实时诊断。通过记录仪或计算机将现场测量的状态信号记下，带回实验室再结合诊断对象的历史档案作进一步分析和诊断
6）常规诊断和特殊诊断在机械正常工作条件下采集信息进行的诊断。创造特殊的工作条件采集信号进行的诊断。
必须应用多种监测方法和技术，才能得到设备健康状态的全面信息，以及不同的监测信息之间的相关关系。仅仅采用某一种监测方法所得到的结果可能会引起误导，或者只能提供部分状态信息
7.加速度、速度和位移的关系：
加速度是一个非常重要的参数，因为加速度反映了轴承上各种力的综合作用。将在测量部分讨论到，加速度测量对于高速或高频的设备（>120,000CPM）是非常重要的测量手段。有时候，尽管其位移很小，速度也适中，但其加速度却可能很高。
位移对于低速（转速低于100RPM）设备来说是一种最好的测量方法。而那些加速度很小，但其位移却很大的设备，还可以采取比较折衷的方案，即采用速度测量。
8.传感器的正确安装
首先要正确选择传感器。在位移传感器、速度传感器和加速度传感器之间做出正确选择。还要考虑诸如机器速度和轴承类型等问题。
其次要根据实际测量环境选择合适的传感器厂家和型号。考虑工作温度、空间限制、是否存在水或其它液体以及其它因素的影响。
然后还要考虑到传感器的安装技术。应考虑到设备的类型和表面状况以及其它的环境
因素的影响，还有所需的频率范围、可接近性等问题。需要对设备进行详细的分析，从而确定传感器的最佳安装位置。
最后应该了解每台设备上使用的传感器类型，采用的安装方法和具体的安装位置。9.互相关函数相关分析在工程中有如下方面的应用
用于描述两个不同信号之间的相似程度或相互关系。
⑴可从噪声中捡拾与回收有用信号
⑵可用于测定机械系统的操纵灵敏性：
⑶可用于遥测物体的运动速度：
⑷可用于确定信号的传递通道，寻找振源或机器故障的发生部位。
10.信号的频率域分析及如何利用其进行故障诊断
指把时间为横坐标的时域信号通过傅里叶变换分解为以频率为横坐标的频域信号，从而求得原时域信号频率成分的幅值和相位信息的一种分析方法。
通过对信号的各频率成分的分析，对照机器部件运行时的特征频率，可以查找故障源，确定哪些零部件出现了故障，以便有针对性地采取措施。
11.不平衡类型及特征
1）静态不平衡径向1X波峰（垂直或水平方向上）。静态不平衡将会在旋转轴的两个承载轴承上产生一个1X频率的应力，作用于两个轴承上的应力的方向相同,其产生的振动信号同相位。机器两端是同相的。
2）偶不平衡同上但机器两端的相位相差180度。
3）动态不平衡转子上可能同时存在着静态不平衡和偶不平衡
12.不对中类型及特征
1)平行（或偏移）不对中:径向2X波峰，径向1X低幅波峰（垂直或水平方向上）。
2)轴线角度不对中：轴向1X波峰，轴向2X低幅波峰，径向1X低幅波峰。
13.松动及其故障类型与特征
旋转松动:
是由于旋转件和类似轴承的固定件间的间隙太大所造成的.
非旋转性的松动:
一般是出现在两个固定的部件之间，例如基脚与地基、机器和
轴承箱间的松动等。
旋转特征：径向各阶谐波(严重时出现0.5X谐波)。
滑动轴承和滚动轴承的过量余隙，则会产生各阶谐波，有时甚至能扩展到10X。
滑动轴承间隙过大时会产生0.5X谐波，通常被称为半阶分量或次谐波。
结构松动特征：水平方向上1X波峰。
机器和基础之间出现松动,在刚性比较弱的方向就会出现1X振动,，这通常发生在水平方向上,但有时也要根据实际情况确定。
如果松动严重，往往会产生低阶1X谐波。很难分辨是不平衡、基础松动或者是柔性化，特别是在垂直安装的机器上。
如果水平方向1X振动比垂直方向上的1X振动振幅大的多，很可能就是松动所致。
如果水平方向1X振动比垂直方向上的1X振动振幅小或相等,那么其出现不平衡的可能性就比较大。
轴承座松动：径向1X、2X和3X波峰。
频谱有上显示1X，2X和3X处有振动分量，但通常没有其它谐波，在严重的情况下还会有0.5X的波峰。
相位也被用来辅助识别这种故障。轴承和基础间有180度的相位差.
14.不对中和不平衡的区分
区分方法：是提高机器的转速。如果是不平衡，振幅的增加会与速度的平方成正比；
反之，不对中引起的振动却不会随速度发生变化。
另外还有一种可以进行的测试就是单独测量不带连接器的电机。如果存在较高的1×振幅，则说明电机出现不平衡。
如果1×振动消失了，则不是所驱动部件的不平衡问题就是不对中问题。
15滚动轴承失效形式及原因
1、疲劳剥落在滚动轴承中，滚道和滚动体表面既承受载荷，又相对滚动。由于交变载荷的作用，在表面一定深度处形成裂纹，继而扩展到使表层形成剥落坑，最后发展到大片剥落。
2、磨损由于机械原因及杂质异物的侵入引起表面磨损。磨粒的存在是轴承磨损的基本原因，润滑不良会使磨损加剧。
3、塑性变形载荷的累积作用或短时超载就有可能引起轴承塑性变形。
4、腐蚀润滑油、水、空气水分引起表面锈蚀(化学腐蚀)、轴承内部有较大电流通过造成的电腐蚀、以及轴承套圈在座孔中或轴颈上微小相对运动造成的微振腐蚀等造成了轴承零件表面的腐蚀。
5、断裂载荷过大或疲劳常引起轴承零件破裂。热处理、装配引起的残余应力，运行时的热应力过大也会引起轴承零件的裂纹或破裂。
6、胶合常发生在润滑不良、高速、重载、高温、起动加速度过大等情况下，由于摩擦发热，轴承零件在极短时间内达到很高的温度，导致表面烧伤或胶合。
16.齿轮的失效形式及其原因
1、齿面磨损：
供油不足或油质不清洁造成剧烈的磨粒磨损。这种磨损使齿廓显著改变，侧隙加大，还会由于齿厚过度减薄导致断齿。
2、齿面胶合和擦伤：
重载和高速齿轮，齿面工作温度高，如润滑不好，齿面间油膜破裂，一个齿面金属会熔焊在啮合的另一齿面上，形成垂直于节线的划痕胶合。
3、齿面接触疲劳：
齿轮啮合中既有相对滚动又有相对滑动，且相对滑动的摩擦力在节点两侧的方向相反，产生脉动载荷。这两种力的作用使齿轮表层深处产生脉动循环变化的剪应力。
当剪应力超过材料疲劳极限，表面产生疲劳裂纹，并逐步扩展，齿面形成点蚀，点蚀扩大连成一片时，形成齿面上金属块剥落。
4、弯曲疲劳与断齿：
运行中承受载荷的轮齿，如同悬臂梁，其根部受到脉冲循环的
弯曲应力作用最大，当这种周期性应力超过齿轮材料的弯曲疲劳极限时，接触面产生疲劳裂纹，并逐步扩展，导致断齿。
17红外测温原理及特点
通过接收物体发出的红外线，将其热像显示在荧光屏上，从而准确判断物体表面的温度分布情况。
1)反应速度快响应时间在10-3~10-9秒量级；可进行动态测温。
2)非接触式测温: 使得远距离、高速运动或带电的目标其温度测量变得方便，而且不影被测目标的温度分布。可用于许多无法接近的目标、带电和腐蚀性等介质温度测量。
3)灵敏度高:只要目标有微小的温度差就能分辨出来，一般红外测温仪都具有
0.1℃的温度分辨率和毫米级的空间分辨率。
4)测温范围宽: 根据不同要求，可以选择不同类型的仪器来实现负几十度到上千度的温度测量。
18.机械温度诊断及其可发现的故障
机械温度诊断就是利用测温技术，测量机械的温度或温度分布，根据其温度或温度分布的变化来判断机械故障的一种方法。
温度诊断能发现的常见故障有：
1、发热量异常
2、流体系统故障
3、机件内部缺陷
4、电气元件故障
5、非金属部件的故障
6、滚动轴承损坏
7、疲劳过程
19. 接触式测温方法的局限性：
1）传感器受被测介质的腐蚀、氧化、还原、污染甚至振动等影响.
2）对于小的被测对象插入测温元件后会较大的歪曲了温度的原始分布.
3）对于运动着的物体，几乎无法用接触方式实现其温度的连续测量和监控.
4）在高温的条件下接触式温度传感器不能承受.
20.润滑油光谱分析及其分析方法
利用各种金属元素的原子在迁跃过程中发射或吸收不同的光谱波长来了解润滑油中含有的金属元素的种类，从而导出含有该金属元素的零件，了解零件磨损状况，判断机械异常和预测故障的一种方法。
光谱分析方法: 原子吸收光谱技术、原子发射光谱技术、等离子体发射光谱技术。
21.润滑油光谱分析特点
1）自动化程度高，分析速度快，检测可靠，能同时进行多元素分析，
2）效率高。
3）可用于各种有色和黑色金属检测。
4）能检测的微粒尺寸小于10um，特别对0.01um~1um级的磨粒分析效率高
5）光谱分析所测得的信息主要是元素种类和各种元素含量，不能获得磨粒的形态和大小。6）仪器价格昂贵，实验费用高，难以在生产现场使用。
22.原子吸收光谱技术及其特点
是将待测元素的化合物或溶液在高温下进行试样原子化，使其变为原子蒸气。
当光线发射过的一束光穿出一定厚度的原子蒸气时，光线的一部分将被原子蒸气中待测元素的基态原子吸收，检测系统测量特征辐射线减弱后的光强度，根据光吸收定律求得待测元素的含量。
特点：
该技术分析灵敏度高，使用范围广，需样品量少，速度快。
设备状态监测与故障诊断
1.设备监测目的意义 保障设备安全，防止突发故障。 保障设备精度，提高产品质量和经济效益。 推进设计理念和维修制度的革新。 避免设备事故、人员伤亡、环境污染。维护社会稳定。 2.故障分类 按故障对机械工作能力的影响分类：完全性故障局部性故障 按故障发生速度及演变过程分类：突发性故障渐进性故障 按其发生的原因分类：磨损性故障错用性故障先天性故障 按造成的后果分类：危害性故障安全性故障 3.故障规律 浴盆曲线：磨合期，正常使用期，耗损期 4.故障发生的原因 宏观上分析1.设计错误2 原材料缺陷3 制造过程的缺陷4 运转缺陷 微观上分析：疲劳，磨损，断裂，腐蚀 5.零件磨损的一般规律 磨合阶段，正常磨损阶段，急剧磨损阶段 6.零件变形失效 塑性变形失效，弹性变形失效，蠕变变形失效，翘曲变形失效 7.断裂失效 塑性断裂，脆性断裂 8.状态监测与故障诊断的技术方法 1.振动、噪声诊断技术 2. 油液分析技术 3. 温度检测技术 4. 无损检测技术9.振动的危害 降低机器及仪表的精度,引起机械设备及土木结构的破坏 10.机械振动的分类 按振动系统本身的特点分类: 离散系统连续系统 按振动系统所受的激励类型分类: 自由振动强迫振动自激振动参数振动按系统的响应（振动规律）分类: 确定性振动随机振动 按描述系统运动的微分方程分类:线性振动非线性振动 11.机械振动要研究的内容和步骤 1. 建立物理力学模型 2.建立数学模型 3.方程的求解 4.结果的阐述
12. 随机振动 非确定而又具有统计规律，它们的规律不能用时间的确定性函数来描述，但又具有一定的统计规律性。平稳随机过程与各态历经过程 13. 自相关函数 ∑=∞ →+= +n k k k T x t x t x n t t R 1 1 1 11)()(1 ),(lim ττ 同一点不同的两个时间函数乘积 称为随机过程 X(t)于时刻 t 1与 t 1+ τ的自相关函数。它是时差 的函数，在一般情况下，它也依赖于采样时刻 t 1，反映这两个时刻的随机变量的X k （t 1）与X （t1+τ）统计联系。 非平稳随机过：统计特性依赖于采样时刻的过程 ： 平稳随机过程：统计特性不依赖于采样时刻的过程 正常运行状态：齿轮箱的振动（噪声）是大量的、无序的、 大小接近相等的随机冲击结果，具有较宽而均匀的频谱。 异常运行状态：随机振动（噪声）中将出现有规则、周期性的 脉冲，其大小比随机冲击大的多 14. 各态历经过程 对于各态历经过程，可以分别计算：均值、均方值、峭度方差 均值dt t x T T T x )(1 lim ?∞ →= μ 描述振动的稳定分量 均方值dt t x T T T x )(1 22 lim ?∞ →= ψ 描述振动的的能量 歪度dt t x T T T x )(1 3lim ?∞ →= α 峭度dt t x T T T x )(1 4lim ?∞ →= β 反映信号中大幅值成分的影响 方差2 220 2 ])([1 lim x x x T T x dt t x T μψμσ-=-=?∞ → 描述振动的波动 分量 15. 互相关函数 ?+= ∞ →T T y x dt t y t x T R 0 )()(1 )(lim ττ不同两个点不同时间函数乘积
常用电动工具基本知识与故障诊断
第4章常用电动工具基本知识及故障诊断 4.1 电动工具的用途和分类 电动工具是一种机械化工具。它由电动机或电磁铁作为动力，通过传动机构驱动工作头进行作业。通常制成手持式、可移式。 4.1.1 用途 电动工具品种繁多，在机械工业中使用的电动工具就有几十种，分别用于钻孔、攻螺纹、锯割、剪切、去锈、磨光、抛光、胀管以及螺钉、螺栓和螺母的紧固等。农田改造、水利建设、隧道施工和矿山开采中的凿岩，混凝土捣实，铁道建设和养护中的道渣捣实，农牧业中的农药喷洒、剪羊毛、采茶和林业部门的伐木、造材、打枝、木材加工中的锯、刨、开榫、砂光等均有相应的电动工具。在医疗方面，外科手术中的锯骨、钻骨、拆石膏也有专用的电动工具；工艺美术中的雕刻、地毯剪绒等方面也使用相应的电动工具。 现代建筑业的成就推动了电动工具的发展。在建筑装修工程中，电锤和冲击电钻能在混凝土构件、砖石墙面上钻凿高质量的孔洞；房屋敷设电线、埋设管道也有相应的电动工具；地板铺修、家具制作、安装等离不开电刨、圆锯等电动工具。 有些电动工具还有特殊功能。如电剪刀可按所需曲线剪切钢板；电冲剪能在钢板上开出各种形状的孔，且不会使工件弯曲变形；磁座钻能吸附在被加工钢铁上钻孔作业；自爬式锯管机能自动切断大直径钢管；定扭矩电动扳手能控制螺栓达到恒定张力；电动胀管机能自动控制管子和管板联接的胀紧度等。 电动工具除单独使用外，还可组合使用，如多头钻、组合扳手等。智能化电动工具能进行自动加工或装配，如智能多头组合扳手能在发动机等生产线上按设计程序或同时对几个或数十个螺栓进行定扭矩、定转角的自动拧紧，装置在机械手上的微型电动螺丝刀能在手表装配线上自动地定扭矩紧固螺钉。不少电动工具，如电钻、电圆锯、电刨等增加某些附件(如台架)即能成为台式工具。有些电动工具还具有某些专用机床的作用，如曲轴修磨机、汽门座磨光机用于内燃机维修等。此外，还有配备多种可置换传动机构和工作头的电动工具，以适应农村或其他流动机修工作的需要。 4.1.2分类 (1)电动工具的基本品种按用途分为：
故障诊断技术发展现状
安全检测与故障诊断 题目：故障诊断技术发展现状 导师：秀琨 学生：典 学号：14114263
目录 1 引言 (3) 2 故障诊断的研究现状 (3) 1.1基于物理和化学分析的诊断方法 (3) 1.2基于信号处理的诊断方法对 (3) 1.3基于模型的诊断方法 (3) 1.4基于人工智能的诊断方法 (4) 2故障诊断研究存在的问题 (6) 2.1故障分辨率不高 (7) 2.2信息来源不充分 (7) 2.3自动获取知识能力差 (7) 2.4知识结合能力差 (7) 2.5对不确定知识的处理能力差 (7) 3发展方向 (8) 3.1多源信息的融合 (8) 3.2经验知识与原理知识紧密结合 (8) 3.3混合智能故障诊断技术研究 (9) 3.4基于物联网的远程协作诊断技术研究 (9) 4发展方向 (9)
1 引言 故障可以定义为系统至少有一个特性或参数偏离正常的围，难于完成系统预期功能的行为。故障诊断技术是一种通过监测设备的状态参数，发现设备的异常情况，分析设备的故障原因，并预测预报设备未来状态的技术，其宗旨是运用当代一切科技的新成就发现设备的隐患，以达到对设备事故防患于未然的目的，是控制领域的一个热点研究方向。它包括故障检测、故障分离和故障辨识。故障诊断能够定位故障并判断故障的类型及发生时刻，进一步分析后可确定故障的程度。故障检测与诊断技术涉及多个学科，包括信号处理、模式识别、人工智能、神经网络、计算机工程、现代控制理论和模糊数学等，并应用了多种新的理论和算法。 2 故障诊断的研究现状 1.1基于物理和化学分析的诊断方法 通过观察故障设备运行过程中的物理、化学状态来进行故障诊断，分析其声、光、气味及温度的变化，再与正常状态进行比较，凭借经验来判断设备是否故障。如对柴油机常见的诊断方法有油液分析法，运用铁谱、光谱等分析方法，分析油液中金属磨粒的大小、组成及含量来判断发动机磨损情况。对柴油机排出的尾气(包含有NOX，COX 等气体) 进行化学成分分析，即可判断出柴油机的工作状态。 1.2基于信号处理的诊断方法对 故障设备工作状态下的信号进行诊断，当超出一定的围即判断出现了故障。信号处理的对象主要包括时域、频域以及峰值等指标。运用相关分析、频域及小波分析等信号分析方法，提取方差、幅值和频率等特征值，从而检测出故障。如在发动机故障领域中常用的检测信号是振动信号和转速波动信号。如以现代检测技术、信号处理及模式识别为基础，在频域围，进行快速傅里叶变换分析等方法，描述故障特征的特征值，通过采集到的发动机振动信号，确定了试验测量位置，利用加速传感器、高速采集卡等采集了发动机的振动信号，并根据小波包技术，提取了发动机故障信号的特征值。该诊断方法的缺点在于只能对单个或者少数的振动部件进行分析和诊断。而发动机振动源很多，用这种方法有一定的局限性。 1.3基于模型的诊断方法 基于模型的诊断方法，是在建立诊断对象数学模型的基础上，根据模型获得的预测形态和所测量的形态之间的差异，计算出最小冲突集即为诊断系统的最小诊断。其中，最小诊断就是关于故障元件的假设，基于模型的诊断方法具有不依赖于被诊断系统的诊断实例和经验。将系统的模型和实际系统冗余运行，通过对比产生残差信号，可有效的剔除控制信号对
故障诊断分析方法-结课论文
故障诊断分析方法比较 摘要：小波变换作为信号处理的手段，逐渐被越来越多领域的理论工作者和工 程技术人员重视和应用。在机械系统和电气系统中，故障时常发生，为了诊断 系统是否故障，小波分析是很好的方法。小波分析的方法很多，小波的选择也 很多类，为了研究哪种小波分析方法更加适合于故障检测。论文将通过一个例 子来分别采用功率谱、多分辨小波分析和小波包三种方法进行突发性故障诊断，来研究各自的分析特点。并总结在故障发生时，一个更加好的分析方法。 关键词：故障功率谱多分辨分析小波包分析 正文： 在对机械设备进行故障检测时，通常采用对振动信号进行频谱分析找出奇 异点的方法来实现设备监测。傅里叶变换是频谱分析的主要工具，其方法是研 究函数在傅里叶变换后的衰减以推断函数是否具有奇异性及奇异性的大小，但 傅里叶分析只能确定一个函数奇异性的整体性质而难以确定奇异点空间的位置 分布情况，这一局限性导致了频谱分析不能精确的确定信号的奇异性特点，给 进一步分析信号的规律带来了一定的障碍。 而在傅里叶基础上发展而来的功率谱可以识别不同信号的故障信号。将正 常信号的功率谱与运行过程中不断连续收集的信号功率谱进行对比，功率谱异 常就表示机械系统有故障，不同类型的故障会有不同类型的频谱特征，从故障 信号的功率谱中可以识别故障的类型。 然而利用传统的频谱分析方法只能从频谱图上了解故障信号的所包含的频 率成分，而无法确定具体的频率成分的震动形式。无法对具体的频率成分进行 分析，难以直接描述机械的状态。小波分析是近十年发展起来的一门适用于时 变信号分析的新兴工具，它可以把时域信号变换到时间—尺度域中，在不同尺 度下观察不同的局部化特性。在信号突变时，其小波变换后的系数具有模量极 大值，可通过对模的极大值点的检测来确定故障发生的时间点。在从小波基础 上发展的小波包，对各个子小波空间做出更加细致的分解，其对应的频带被进 一步分解，这使得时—频分析能聚焦于任意的细节，在故障诊断时，可从细节 上分析故障。 很多工作系统正常工作时，工作输出点的采样信号是蠕变信号，当由于多 种原因系统系统故障时，输出信号将产生一突变信号（主要表现在幅度和频率 的变化），信号的突变时刻被称为信号的奇异点。这些奇异点数值包含有重要 的故障信息，因此，对突变信号进行检测和处理，是故障诊断的关键。 因此，本文从功率谱、多分辨分析分析和小波包三种方法进行蠕变信号突发性 故障诊断，并比较总结它们的特点。 实例：由于日常机械中很多振动信号都是由不通频率的正弦余弦波组成的，于 是这里选择的原始信号采用的是单一频率正弦波的形式。为了研究上述三种分 析方法，并且由于还未在先研究阶段中未得到研究机械的信号，为了简化分析
在线监测与故障诊断
河海大学物联网工程学院 在线监测与故障诊断 学习报告 授课班号 专业 学号 学生姓名 指导教师
目录 一：在线监测 1.1 相关概念 (3) 1.2 在线监测系统的构成 (4) 1.3 在线监测系统的分类 (5) 二：故障诊断 2.1 相关概念 (5) 2.2 故障诊断系统的分类 (6) 2.3 故障诊断技术的发展历程 (7) 2.4 常用的故障诊断算法 (7) 三：相关应用及其未来展望 (10)
一：在线监测 1.1 相关概念 1.1.1 状态监测 对运转中的设备整体或其零部件的技术状态进行检查鉴定，以判断其运转是否正常，有无异常与劣化征兆，或对异常情况进行追踪，预测其劣化趋势，确定其劣化及磨损程度等，这种活动就称为状态监测（Condition Monitoring）。状态检测的目的在于掌握设备发生故障之前的异常征兆与劣化信息，以便事前采取针对性措施控制和防止故障地发生，从而减少故障停机时间与停机损失，降低维修费用和提高设备有效利用率。 对于在使用状态下的设备进行不停机或在线监测，能够确切掌握设备的实际特性有助于判定需要修复或更换的零部件和元器件，充分利用设备和零件的潜力，避免过剩维修，节约维修费用，减少停机损失。特别是对自动线、程式、流水式生产线或复杂的关键设备来说，意义更为突出。 1.1.2 设备状态监测的分类 设备状态监测按其监测的对象和状态量划分，可分为两方面的监测： ①机器设备的状态监测。指监测设备的运行状态，如监测设备的振动、温度、油压、油 质劣化、泄漏等情况。 ②生产过程的状态监测。指监测由几个因素构成的生产过程的状态，如监测产品质量、 流量、成分、温度或工艺参数量等。 上述两方面的状态监测是相互关联的。例如生产过程发生异常，将会发现设备的异常或导致设备的故障；反之，往往由于设备运行状态发生异常，出现生产过程的异常。 设备状态监测按监测手段划分，可分为两类型的监测： ①主观型状态监测。即由设备维修或检测人员凭感官感觉和技术经验对设备的技术状态进行检查和判断。这是目前在设备状态监测中使用较为普及的一种监测方法。由于这种方法依靠的是人的主观感觉和经验、技能，要准确的做出判断难度较大，因此必须重视对检测维修人员进行技术培训，编制各种检查指导书，绘制不同状态比较图，以提高主观检测的可靠程度。
硬件故障诊断指导和软件调试工具
硬件故障诊断指导和软件调试工具STEP7--Micro/WIN提供软件工具帮助您调试和测试您的程序。这些特征包括：监视S7--200正在执行的用户程序状态，为S7--200指定运行程序的扫描次数，强制变量值等。 使用表8-1作为S7--200硬件故障诊断和找到解决方案的指导。 本章内容： ................................................................... 调试应用程序244 ................................................................... 显示程序状态246 ........................................... 使用状态图来显示和修改S7--200中的数据247 ..................................................................... 强制指定值248 ........................................................ 指定程序执行的扫描周期数248 ................................................................ 硬件故障诊断指导249 243
S7-200可编程控制器系统手册 244 调试应用程序 STEP 7--Micro/WIN 为帮助用户调试程序提供了多种手段：书签，交叉参考表，运行模式下编辑。 使用书签使编程更方便 您在程序中可以使用书签，它可以使您在一个很长的程序中，很方便的在编辑行之间前后移动。您可以移动到程序的下一个标签行或前一个标签行。 使用交叉参考表来检查应用程序 交叉参考表中能够显示应用程序中的交叉参考和元件使用信息。 交叉参考表能够识别程序中使用的所有操作数；程序块、程序段或者程序行的位置以及每一块使用该操作数的相关指令。您可以在符号地址和绝对地址之间切换来改变所有操作数的表现形式。 图8-1交叉参考表 在RUN 模式下编辑应用程序 S7--200CPU Rel.2.0及CPU Rel.2.0以上的CPU 模块支持RUN 模式下编辑的功能。RUN 模式下编辑功能可以在对控制过程影响较小的情况下，对用户程序进行少量修改。该功能也能使您对程序进行大量的改动，但这样做对程序的执行影响较大，甚至是危险的。 警告 当在RUN 模式下向S7--200下载修改过的程序时，修改的程序将立即影响过程操作。在RUN 模式下修改程序会导致不可预见的系统操作，可能会导致严重的人身伤害和财产损失。 只有了解RUN 模式下修改程序对系统运行会造成何种影响的被授权人员，才可以执行在RUN 模式下编辑程序。 要在RUN 模式下编辑应用程序，在线的S7--200CPU 必须支持RUN 模式下编辑，并且该CPU 必须处于RUN 状态。1.在命令菜单中选择Debug >Program Edit in RUN 。 2.如果您打开的项目与S7--200中的程序不同，将提示您存盘。RUN 模式下编辑功能只能编辑CPU 中的程序。 3. STEP 7--Micro/WIN 对于您将在RUN 模式下编辑程序提出警告，提示您是继续下一步还是取消操作。如果您选择继续，STEP 7--Micro/WIN 会在S7--200中上载程序。现在您可以在RUN 模式下编辑程序了。编辑中没有严格的限定。 交叉参考
小波变换的几个典型应用
第六章小波变换的几个典型应用 6.1 小波变换与信号处理 小波变换作为信号处理的一种手段，逐渐被越来越多领域的理论工作者和工程技术人员所重视和应用，并在许多应用中取得了显著的效果。同传统的处理方法相比，小波变换取得了质的飞跃，在信号处理方面具有更大的优势。比如小波变换可以用于电力负载信号的分析与处理，用于语音信号的分析、变换和综合，还可以检测噪声中的未知瞬态信号。本部分将举例说明。 6.1.1 小波变换在信号分析中的应用 [例6-1] 以含躁的三角波与正弦波的组合信号为例具体说如何利用小波分析来分析信号。已知信号的表达式为 应用db5小波对该信号进行7层分解。xiaobo0601.m 图6-1含躁的三角波与正弦波混合信号波形 分析： （1）在图6－2中，逼近信号a7是一个三角波。 （2）在图6－3中细节信号d1和d2是与噪声相关的，而d3（特别是d4）与正弦信号相关。 图6-2 小波分解后各层逼近信号 图6-3 小波分解后各层细节信号 6.1.2 小波变换在信号降躁和压缩中的应用 一、信号降躁 1．工程中，有用信号一般是一些比较平稳的信号，噪声通常表现为高频信号。2．消躁处理的方法：首先对信号进行小波分解，由于噪声信号多包含在具有较高频率的细节中，我们可以利用门限、阈值等形式对分解所得的小波系数进行处理，然后对信号进行小波重构即可达到对信号的消躁目的。 小波分析进行消躁处理的3种方法： （1）默认阈值消躁处理。该方法利用ddencmp生成信号的默认阈值，然后利用wdencmp函数进行消躁处理。 （2）给定阈值消躁处理。在实际的消躁处理过程中，阈值往往可通过经验公式获得，且这种阈值比默认阈值的可信度高。在进行阈值量化处理时可利用函数wthresh。 （3）强制消躁处理。该方法时将小波分解结构中的高频系数全部置为0，即滤掉所有高频部分，然后对信号进行小波重构。方法简单，消躁后信号比较平滑，但易丢失信号中的有用成分。 小波阈值去噪方法是目前应用最为广泛的小波去噪方法之一。 3．信号降噪的准则： 1．光滑性：在大部分情况下，降噪后的信号应该至少和原信号具有同等的光滑性。
PROFIBUS故障诊断的常用工具
PROFIBUS故障诊断的常用工具 作者：support@https://www.360docs.net/doc/5f905529.html, ?时间：2014-01-02 关键词：PROFIBUS；诊断；NetTEST II；TH LINK；示波器；STEP 7 PROFIBUS是一种抗干扰性比较强的现场总线，但不时还会发生一些故障。在处理故障的过程中我们发现，造成PROFIBUS通讯出现故障的原因，80％都是最简单的原因，比如：现场没有接地处理、布线时与动力电缆没有分开等等；因此为了避免PROFIBUS网络后期运行时出现故障，首先应该注意按照PROFIBUS的规范进行网络设计，同时严格遵守安装规范的要求进行现场施工。 除此之外，现场诊断一般会使用到手持式测试仪NetTEST II和实时监控设备TH LINK等设备。 NetTEST II是德国COMSOFT提供的PROFIBUS网络诊断设备，可以进行网络距离检测，网络连接的质量的检查（比如断线、短路等等），常用于项目现场安装、调试、后期维护、故障排除，适用于安装工程师、维护工程师、故障排查工程师： 手持式NetTEST II NetTEST II能够探测和定位下列错误：信号线路A和B之间的短路，显示精确距离（以米为单位）；信号线路A或B和屏蔽之间的短路，显示精确距离（以米为单位）；线路或屏蔽破裂，显示精确距离（以米为单位）；相互交换的信号线路A-B；不正确或缺少总线端电阻；总线端电阻的错误位置；不允许的线路长度；总线线路的错误波阻抗；电缆的错误类型；反射；发送或接收水平差；不允许的支线…… 各种线路测试全面的错误报告状态分析
生成在线设备列表信号水平测量移动调试TH LINK是一种实时监控PROFIBUS和记录PROFIBUS故障设备，可准确记录PROFIBUS故障点、故障时间、故障类型、并提供故障排查建议供维护人员进行故障消除……永久自我监测PROFIBUS网络；永久可用性，无工程成本和人工；故障识别含智能辅助故障定位；PROFIBUS监测和现场设备管理集于一身 TH LINK 自带TH SCOPE easy，无需软件安装，输入TH LINK相应的IP即可实时访问PROFIBUS网络，并实时监 控并记录故障信息，方便访问，即插即用： PROFIBUS故障监测及记录 而示波器常常用于检测PROFIBUS通讯的波形，一般用于项目投产运行后进行网络通讯信号质量的检测。
智能故障诊断技术知识总结
智能故障诊断技术知识总结 一、绪论 □智能： ■智能的概念 智能是指能随、外部条件的变化，具有运用知识解决问题和确定正确行为的能力。 ■低级智能和高级智能的概念 低级智能——感知环境、做出决策和控制行为 高级智能——不仅具有感知能力，更重要的是具有学习、分析、比较和推理能力， 能根据复杂环境变化做出正确决策和适应环境变化 ■智能的三要素及其含义 三个基本要素：推理、学习、联想 推理——从一个或几个已知的判断（前提），逻辑地推断出一个新判断（结论）的思维形式 学习——根据环境变化，动态地改变知识结构 联想——通过与其它知识的联系，能正确地认识客观事物和解决实际问题 □故障： ■故障的概念 故障是指设备在规定条件下不能完成其规定功能的一种状态。可分为以下几种情况： 1.设备在规定的条件下丧失功能； 2.设备的某些性能参数达不到设计要求，超出允许围； 3.设备的某些零部件发生磨损、断裂、损坏等，致使设备不能正常工作； 4.设备工作失灵，或发生结构性破坏，导致严重事故甚至灾难性事故。 ■故障的性质及其理解 1层次性——系统是有层次的，故障的产生对应于系统的不同层次表现出层次性。 一般可分为系统级、子系统级、部件级、元件级等多个层次；高层故 障可由低层故障引起，而低层故障必定引起高层故障。诊断时可采用 层次诊断模型和诊断策略。 2相关性——故障一般不会孤立存在，它们之间通常相互依存和相互影响，如系统 故障常常由相关联的子系统传播所致。表现为，一种故障可能对应多 种征兆，而一种征兆可能对应多种故障。这种故障与征兆间的复杂关 系导致了故障诊断的困难。 3随机性——故障的发生常常是一个与时间相关的随机过程，突发性故障的出现通 常都没有规律性，再加上某些信息的模糊性和不确定性，就构成了故 障的随机性。 4可预测性——设备大部分故障在出现之前通常有一定先兆，只要及时捕捉这些征 兆信息，就可以对故障进行预测和防。 □故障诊断： ■故障诊断的概念 故障诊断就是对设备运行状态和异常情况做出判断。具体说来，就是在设备没有发 生故障之前，要对设备的运行状态进行预测和预报；在设备发生故障之后，要对故 障的原因、部位、类型、程度等做出判断；并进行维修决策。 ■故障诊断的实质及其理解 故障诊断的实质——模式识别（分类）问题
智能状态监测与故障诊断教程文件
智能状态监测与故障诊断 测控一班 高青春 20091398
第一章 绪论 在现代化的机械设备的生产和发展中，滚动轴承占很大的地位，同时它的故障诊断与监测技术也随着不断地发展，国内外学者对轴承的故障诊断做了大量的研究工作，各种方法与技巧不断产生、发展和完善，应用领域不断扩大，诊断精度也不断提高。时至今日，故障诊断技术己成为一门独立的跨学科的综合信息处理技术，它以可靠性理论、信息论、控制论、系统论为理论基础，以现代测试仪器和计算机为技术手段，总的来说，轴承故障诊断的发展经历了以下几个阶段：第一段：利用通用的频谱分析仪诊断轴承故障。第二阶段：利用冲击脉冲技术诊断轴承故障。第三阶段：利用共振解调技术诊断轴承故障。第四阶段：以计算机为中心的故障诊断。 国外的滚动轴承的故障诊断与监测技术要先于中国，而且这项技术的发展趋势啊已经趋向智能化状态，因为它机械化迅速，技术和设备都比较先进些，目前的技术也比较完善。但是总体来看，这其中的距离在不断拉近，我们相信不久的将来，中国也会使机械完善大国，也会完善和提高技术的精密度和准确度。【2】【3】
1.1轴承监测与故障诊断的意义 滚动轴承是机械各类旋转机械中最常用的通用零件部件之一，也是旋转机械易损件之一，在机械生产中的作用不可取代，据统计旋转机械的故障有30%是由轴承故障引起的,它的好坏对机器的工作状态影响极大,轴承的缺陷会导致机器剧烈振动和产生噪音,甚至会引起设备的损坏,因此,对重要用途的轴承进行状态监测与故障诊断是非常必要的【3】而且，可以生产系统的安全稳定运行和提高产品质量的重要手段和关键技术，在连续生产系统中，如果某台设备因故障而不能继续工作，往往会影响全厂的生产系正常统运行，从而会造成巨大的经济损失，甚至可能导致机毁人亡的严重后果。未达到设计寿命而出现故障的轴承没有被及时的发现，直到定期维修时才被拆下来报废，使得机器在轴承出现故障后和报废前这段时间内工作精度降低，或者未到维修时间就出现严重故障，导致整部机器陷于瘫痪状态。因此，进行滚动轴承工作状态及故障的早期检测与故障诊断，对于设备安全平稳运行具有重要的实际意义。【14】 1.2滚动轴承故障的分类: 滚动轴承的故障多种多样，有生产过程中产生的也有使用过程中后天造成一系列故障，其失效形式有： 1.2.1疲劳剥落: 指滚动体或滚道表剥落或脱皮在表面上,形成不规则 凹坑等甚至会一定深度下形成能裂纹，继扩展到接触表面发生剥落坑，最后大面积剥落，造成失效。【12】
故障诊断常用工具与仪器的使用
课题：故障诊断常用工具与仪器的使用课型：授课时间： 课时分配：共课时，第课时 教学目标： 1.认识故障诊断的常用工具及仪器 2.掌握诊断工具及仪器的正确使用方法 教学重点：认识故障诊断的常用工具及仪器 教学难点：诊断工具及仪器的正确使用方法 教学过程： 一、复习旧课 1.可变进气增压系统的类型及原理 2.涡轮增压系统的类型及原理 二、引入课题 了解发动机电控系统故障诊断常用工具与仪器（跨接线、测 试灯、万用表、故障诊断仪、汽车专用示波器、发动机综合检测 仪、手动真空泵、燃油压力表、喷油器清洗检测仪等）的正确使 用方法，能够确保在检修过程中注意设备安全和人身安全。 三、概述 （一）故障诊断常用工具 1．跨接线 ·跨接线就是一段专用导线，不同形式的跨接线主要是其长短 和两端接头不同，如图5-1所示。 ·跨接线两端的接头一般是不同形式的插头或鳄鱼夹，以适应 对不同位置的跨接。 备注
2．测试灯（测电笔） ·测试灯实际就是带导线的电笔，主要是用来检查电器元件电路的通、断。 ·测试灯分为不带电源测试灯（12V测试灯）和自带电源测试灯两种类型。 （1）不带电源测试灯（12V测试灯） （2）自带电源测试灯 3．万用表 ·万用表是检测电子电路时最常用的仪表之一，它以携带及使用方便、可测参数多等显著特点而深受汽车修理人员的青睐。·万用表可用来测量交流与直流电压、电流和导体电阻等。·汽车修理中常用万用表来测量电阻和电压，以判断电路的通断和电气设备的技术情况。 ·万用表可分为模拟式（指针式）万用表和数字式万用表两种类型，如图5-4所示。 （1）常见汽车万用表的主要功能 ①测量点火线圈的闭合角。 ②测量节气门位置传感器、氧传感器、空气流量计、进气温度传感器、冷却液温度传感器和ECU端子的动态电压信号。 ③测量各种电磁阀、继电器线圈、喷油器、点火线圈、冷
不对中故障诊断简单分析
不对中故障诊断简单分析 摘要：主要对旋转机械不对中故障的征兆机理进行分析，总结此类故障的振动信号在时域和频域内的典型特征。实践证明通过频谱分析诊断不对中故障，是非常有效的一种方式。 关键词：不对中频谱分析 Abstract: mainly on rotating mechanical misalignment fault signs of mechanism analysis, summarize the typical features of such fault vibration signal in time domain and frequency domain. Practice has proved that it is a very effective way to diagnose fault by spectrum analysis. Key words: out of alignment frequency spectrum analysis 1引言：在各类旋转机械故障中，不对中是最为常见的故障之一。旋转机械故障中60% 的故障与不对中有关。转子系统出现不对中后，在旋转过程中会引起一系列不良的动态效应，如设备的振动、联轴器的偏转、轴承的磨损和油膜失稳、轴的挠曲变形等，危害极大。本位就不对中的故障简单分析。 2转子不对中的类型 如图1所示，转子不对中包括轴承不对中和轴系不对中两种情况。轴颈在轴承中偏斜称为轴承不对中。轴承不对中本身不会产生振动，它主要影响到油膜性能和阻尼。在转子不平衡情况下，由于轴承不对中对不平衡力的反作用，会出现工频振动。 机组各转子之间用联轴节连接时，如不处在同一直线上，就称为轴系不对中。通常所讲的不对中多指轴系不对中。造成轴系不对中的原因有安装误差、管道应变影响、温度变化热变形、基础沉降不均等。由于不对中，将导致轴向、径向交变力，引起轴向振动和径向振动。由于不对中引起的振动会随不对中严重程度的增加而增大。不对中是非
研究生《小波理论及应用》复习题
2005年研究生《小波理论及应用》复习题 1． 利用正交小波基建立的采样定理适合于：紧支集且有奇性（函数本身或其导数不连续）的函数（频谱无限的函数）。Shannon 采样定理适合于频谱有限的信号。 2． 信号的突变点在小波变换域常对于小波变换系数模极值点或过零点。并且信号奇异性大小同小波变换的极值随尺度的变化规律相对立。只有在适当尺度下各突变点引起的小波变化才能避免交迭干扰，可以用于信号的去噪、奇异性检测、图象也缘提取、数据压缩等。 3． 信号在一点的李氏指数表征了该点的奇异性大小，α越大，该点的光滑性越小，α越小，该点的奇异性越大。光滑点（可导）时，它的1≥α；如果是脉冲函数，1-=α；白噪声时0≤α。 4． 做出三级尺度下正交小波包变换的二进数图，小波包分解过程？说明小波基与小波包基的区别？ 5． 最优小波包基的概念：给定一个序列的代价函数，然后在小波包基中寻找使代价函数最小的基――最优基。 6． 双通道多采样率滤波器组的传递函数为： ()()()()()()()()()()()()()z X z G z G z H z H z X z G z G z H z H z Y z Y z Y -??????-++??????+=+=∧∧∧∧212121请根据此式给出理想重建条件： 为了消除映象()z X -引起的混迭：()()()()0=-+-∧ ∧z G z G z H z H
为了使()z Y 成为()z X 的延迟，要求：()()()()k CZ z G z G z H z H -∧∧=+ （C,K 为任一常数） 7． 正交镜像对称滤波器()()n h n g ,的()jw e G 与()jw e H 以2π=w 为轴左右对称。如果知道QMF 的()n h ，能否确定()()()n h n g n g ∧ ∧,,？ ()()()n h n g n 1-= ，()()()n g n h n 1--=∧ ， ()()()n h n g n 1-=∧ 8． 试列出几种常用的连续的小波基函数 Morlet 小波，Marr 小波，Difference of Gaussian （DOG ），紧支集样条小波 9． 试简述海森堡测不准原理，说明应用意义？ 10． 从连续小波变换到离散小波变换到离散小波框架－双正交小波变换－正交变换、紧支集正交小波变换，其最大的特点是追求变换系数的信息冗余小，含有的信息量越集中。 11． 解释紧支集、双正交、正交小波、紧支集正交小波、光滑性、奇异性。 12． 已知共轭正交滤波器组（CQF ）()n h 请列出()()()n g n h n g ∧ ∧,,。 ()()() ()()()()()()???????-=--=-=---=∧∧n h n N g n g n N h n h n N h n g n n 11 13． 共轭正交滤波器()()n g n h ,的()jw e G 与()jw e H 的关系与QMF 情况
状态监测与故障诊断的基本图谱
状态监测与故障诊断的基本图谱 一、常规图谱 常规图谱又称稳态图谱，是在转速相对稳定、没有大幅度变化情况下的有关图谱，因此其不含开停车信息。 1. 机组总貌图 机组总貌图显示了机组的总貌，可了解机型、转子支撑方式、轴承位置、运行转速等，主要是查看探头的位置及位号。 2. 单值棒图 较为形象、直观地显示实时振动值，并可知低报、高报报警值及转速。 3. 多值棒图 多值棒图显示实时通频值及各主要振动分量的振动值，可大致了解机组运行是否正常。 正常运转状态下的多值棒图通常是：一倍频最大、且与通频相差不大，二倍频小于一倍频的一半，0.5倍频微量或无，可选频段很小，残余量不大。 其中： （1）通频值～即总振动值，为各频率振动分量相互矢量迭加后的总和。 （2）一倍频～为转子实际运行转速n下的频率f，又称工频、基频、转频， f = n／60 [Hz]；转子动不平衡及轴弯曲、轴承不良（偏心）、热态对中不良、支承刚度异常、在临界转速区运行、电机气隙偏心等，都会引起一倍频振动分量的增大，发生概率依次降低。 （3）二倍频～二倍工频，转子热态不对中、裂纹、松动、水平方向上支承刚度过差等，都会引起二倍频振动分量增大，绝大多数是轴系不对中。 （4）0.5倍频～0.5倍工频，又称半频，油膜涡动会引起该频率段增大，轴承工作不良也会引起该段频率增大；旋转失速、摩擦也都有可能。 （5）可选频段～由用户根据机组常见故障自己定义的频段，一般可选择(0.4~0 .6)倍工频或(0.3~0 .8)倍工频，用来监测是否发生亚异步振动，如油膜涡动、旋转失速、密封流体激振、进汽（气）脉动、摩擦、松动等。主要是轴承因紧力、接触、摇摆、油档及油温等问题引起的油膜失稳、摩擦、旋转失速、进汽脉动。 （6）残余量～除上述频率成分外，剩余频率成分振动分量的总和，该部分振值高时，转子有可能发生摩擦、高频气流脉动等。 4. 波形图 波形图显示了振动位移与时间的关系，又称幅值时域图。 波形图显示了振幅、周期（即频率）、相位，特别是波形的形状和状态。 图中：① 振幅为正峰与负峰之间的位移量，比较各周期对应的峰高，即可知振幅值是否稳定；② 二个亮点之间为一个旋转周期，波形图的周期数可以选取，想了解波形重复性
8.硬件故障诊断指导和软件调试工具.
硬件故障诊断指导和软件调试工具 STEP 7--Micro/WIN提供软件工具帮助您调试和测试您的程序。这些特征包括:监视 S7--200正在执行的用户程序状态,为 S7--200指定运行程序的扫描次数,强制变量值等。 使用表 8-1作为 S7--200硬件故障诊断和找到解决方案的指导。 本章内容: 调试应用程序 244 ................................................................... 显示程序状态 246 ................................................................... 使用状态图来显示和修改 S7--200中的数据 247 ........................................... 强制指定值 248 ..................................................................... 指定程序执行的扫描周期数 248 ........................................................ 硬件故障诊断指导 249 ................................................................ 243 244 调试应用程序 STEP 7--Micro/WIN为帮助用户调试程序提供了多种手段:书签,交叉参考表,运行模式下编辑。使用书签使编程更方便 您在程序中可以使用书签,它可以使您在一个很长的程序中,很方便的在编辑行之间前后移动。您可以移动到程序的下一个标签行或前一个标签行。
汽车故障诊断的工具
汽车故障诊断的工具 这里给大家介绍常用的汽车电路的诊断工具，包括万用表、测试灯、跳线、逻辑探针、喷油器测试灯、ADD330汽车断路、汽车短路测试仪、ADD210汽车多功能电路检测仪等使用方法。 一、万用电表 汽车万用电表可以用于检测电路和电器部件的电压、电阻和电流。通过把万用电表连接到被测试的汽车电路，就能确定电路里是否承载的正确的工作电压和电流、电器元件的电阻值等。进一步判断电路及电器元件是否有故障，找到故障的部位并给予修复。万用电表是汽车诊断故障主要的和最好的诊断工具。一个数字万用电表只要转换不同的档位，就可以当作直流电压表，交流电压表、直流电流表、交流电流表、欧姆表，还可用于测量电器元件的电容、频率等多项功能。 图例和说明（以FLUKE175万用电表为例） 万用电表
3.万用电表之数字电流表 图例说明 串联型电流表立的一个电流表。只要将旋钮转到如图所示的位置，这个万用电表就变成了直流电流表。这个电流表用于测量相对小的电流（低于 培） 400mA 可能存在漏电。在连接电流表到电路以前，确信电路的电流是仪表所能承受的测量范围以内。一个好的实践方法是将电流表放在有效的最高档位但高于被测量的电路的电流。多数的安培表有保险丝保护防止短路或者过载损伤。串联型的数字电流表最适宜测量 电流。 的另一端插座端头插入 线的另一端插座端头插入 测量；当测量 线的一端的插座端头插入 塞孔进行测量。特别注意的是被测电路的电流不得超过万用电表的最高量程范围。否则，会使万用电表损坏。 V
夹 子感应性电流表 于大电流的测量。如起动系统和充电系统的测试。电流夹通常是自身供电（其内部装有一个9V 流过起动机线缆或者交流发电机输出导线时，在导线周围形成了一个电磁场。感应电流夹测量磁场并将其转换成毫伏信号并在伏特表上直接读出毫伏电压读数，电流感应夹和量培以下缺乏准确性，这个感应电流夹最适合于任何于在汽车电路中排除题。
【免费下载】小波分析及其应用
科技文献检索作业 卷 试 料 小波分析及其应用 测控技术1103 雷创新
小波分析及其应用 1.小波分析的概念和特点 1.1小波理论的发展概况 20世纪80年代逐渐发展和兴起的小波分析(wavelctanalysis)是20世纪 数学领域中研究的重要杰出成果之一。小波分析理论作为数学界中一种比较成熟的理论基础，应用到了各种领域的研究当中，推动了小波分析在各工程应用中的发展。它作为一种新的现代数字信号处理算法，汲取了现代分析学中诸如样条分析、傅立叶分析、数值分析和泛函分析等众数学多分支的精华部分，替代了工程界中一直应用的傅立叶变换，它是一种纯频域分析方法，不能在时频同时具有局部化特性。而小波分析中的多尺度分析思想，犹如一台变焦照相机，可以由粗及精逐步观察信号，在局部时频分析中具有很强的灵活性，因此有“数学显微镜”的美称。它能自动随着频率增加而调节成窄的“时窗”和宽的“频窗”，又随着频率降低而调节成宽的“时窗”和窄的“频窗”以适应实际分析需要。另外，小波变换在经过适当离散后可以够成标准正交基或正交系，这些在理论和应用上都具有十分重要的意义，因此，小波分析在各个领域得到了高度的重视并取得了许多重要的成果。 小波变换作为一种数学理论和现代数字信号处埋方法在科学技术界引起了越来越多专家学者的关注和重视。在数学家看来，基于小波变换的小波分析技术是当今数值分析、泛函分析、调和分析等半个多世纪以来发展最完美的结晶，是正在发展中的新的数学分支。在工程领域，特别是在信号处理、图像处理、机器视觉、模糊识别、语音识别、流体力学、量子物理、地震勘测、电磁学、CT成像、机械故障诊断与监控等领域，它被认为是近年来在工具及方法上的重大突破。然而，小波分析虽然在众多领域中已经取得了一定的成果，但是，有专家预言小波分析理论的真正高潮并没有到来。首先，小波分析尚需进一步完善，除一维小波分析理论比较成熟以外，向量小波和多维小波则需要进行更加深入的研究与讨论;其次，针对不同情况选择不同的小波基函数，实现的效果是有差别性的这一问题，对最优小波基函数的选取方法有待进一步研究。在今后数年中，小波理论将成为科技工作者经常使用的又一锐利数学工具，极大地促进科技进步及各个领域工程应用的新发展。 小波分析的概念最早是在1974年由法国地质物理学家 J.Morlet提出的，并通过物理直观和信号处理的实际经验建立了反
状态监测与故障诊断
状态监测与故障诊断与飞设密不可分 刚刚接触这门课的时候，我只知道这是民航飞行学院开设的课程，但还不知道这门课到底讲什么东西，对我们飞设来说到底有什么借鉴之处。经过几周的学习，我初步了解了这门课。简单说，状态监测与故障诊断和飞设之间有着密切的联系。他们是一种表里关系，是一种感知和应用的关系，两者互为支撑，共同促进了航空工业的进步发展。 状态监测与故障诊断促进了设计行业的发展。 状态监测与故障诊断为设计飞机提供了大量的、可靠的数据。 这提供了一种实验。通过对飞行器飞行状态、各个零部件的工作状态、各个系统的运行情况进行检测，我们可以获得大量的实时数据，进而进行详细的分析，即故障诊断。一方面我们可以检测出飞行器的故障来源，对飞行器进行维修。同时，我们可以统计飞行器各部分发生故障的频率和原因等，进而分析得出设计上的缺陷。这也可以作为设计飞机的依据，比如发动机轴承要用什么材质，设计寿命多长时间最为合适。再者，分析得到的数据可以对目前的设计理论进行验证，这对飞行器设计来说更为至关重要。 状态监测与故障诊断也可以给设计提出新的问题与要求。比如国内大气污染严重，飞机的空调系统收到了巨大的影响。这就要求飞机设计时采取某些措施来防止这些问题发生。 设计行业也促进了状态监测与故障诊断的发展。 飞行器设计理论可以指导状态监测与故障诊断的实际应用。 应用已经提出验证的的理论，我们可以初步分析出各部件的特性，这样便可以某些易损坏或是极度危险的零部件进行重点监控，这样不但更具可行性，而且还大大节约了人力物力，降低航空公司的运营成本。比如发动机是飞行器的核心部分之一，构建复杂，极易出现故障，所以要重点监测。 同时已有的理论基础可以为状态监测提供必要的手段，使其具有可行性。最简单的就是发动机的涡轮叶片，我们可以通过测量转子的惯性矩来分析判断叶片是否有松动，这样方便可行。 在理论方面，飞行器设计理论也在指导状态监测与故障诊断的发展，经过传感器采集的数据杂乱无章而且数目极为庞大。如果没有现有理论的指导，我们很难得到数据处理的方向方法，这样就得不到有价值的数据，更不要说进行故障诊断了。而应用现有理论我们可以有方向，有目的的对数据进行处理，这样我们就可以判断出是哪一方面有问题，到底有什么样的问题。 总之，状态监测与故障诊断给了我一个新的视角去看待问题，从另一个角度认识飞设这个专业。打个比方，过去我们专业所关注的是从已知到要求的问题，我们知道各种数据，所做的是对数据的分析与应用。而状态监测与故障诊断则是从要求到已知的问题，是一个反问题，我们要做的是我们如何才能得到我们所需要的数据，如何才能保证所得导数据的可靠性等。 除此之外，还有就是这门课的感受吧。 这门课也进行大半了，但是自己并没有达到自己想要的水平。总感觉有些遗憾。很多东西还是一知半解，还不能应用。我想一方面与专业基础有关系，很多基础性东西我们不懂不会，这就对理解内容造成了困难，先是听不懂，然后就不想听了，紧接着更听不懂了，直至彻底放弃掉。当然这也和上课态度以及这门课是拓展课有关吧。有的人说这门课对我没用，但我想说大