助航灯光故障检测与诊断系统的研究与实现
助航灯光故障检测与
诊断系统的研究与实现
王立文李春王丙元
（中国民航大学特种设备研究基地!""!""）
摘要针对机场助航灯光故障判检，结合串联回路载波的特点，设计了调制解调电路，确定了各相关参数，编制了故障检测程序，在实验回路中进行了性能试验，能满足机场相关要求。
关键词故障检测助航灯光灯位检测单元
有然在用多度。专号其"
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?检测技术?
班和气象信息。
置越
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大小。灯泡两端电压作为判断灯暗的替代参数。灯暗有两种原因：一种是灯泡使用时间长而老化。老化所表现出的现象为电阻减小，电压降低；另一种是灯泡靠丝。靠丝后，相邻两圈被短路，电阻减小，两端的电压也减小，从而导致功率减小，灯泡发暗。!"#上行信号的调制
在灯光巡检过程中，远程巡检单元控制实现与主控制单元之间信号在电力线通道传输必须通过调制和解调才能进行有效通信。由远程巡检单元向主控制单元上传的信息称为上行信号。利用电压畸变信号作为上行信号。调制信号频率为工频!"#$，故调制信号能跨过隔离变压器上传回主控单元，如图
%所示。
(
!
#**）。电流的值可以认为是固定不变的（恒流），通过调整+(、,(的值就能得到要求的信号强度。
用一个电压周期表示+,-.信息。在规定的信息发送时间内，电压波形在过零点位置有明显畸变表示信号“+”，无明显畸变表示“"
”，如图!
所示。!""#年第!$卷第$期
助航灯光故障检测与诊断系统的研究与实现
图!
解调程序流程图
图"检测程序流程图
为否；中间两位代表灯丝老化情况，用十六进制##$表示所测得的电压值，返回%%$值说明灯没有老化；最后两位代表桶的进水情况，同理“&&
”为是，“%%”为否）。对于暗灯，可设置一定的判定阈值，假设在’级光时，新灯泡两端的(／)值为&*%+&*，现设置判定阈值为,%，当检测(／)值连续三次小于,%时，判定该灯泡暗。若结果小于!（灯两端电压最大值），再将结果与"（灯暗门限电压值）比较，小于返回%%####，灯两端的电压值过低、有靠丝或灯丝老化；大于则返回%%%%##，说明灯发光正常。桶进水检测由-,./*0的123&和123!触发，反馈信号经1&32进入单片机，从而判断桶进水与否，如图"所示。!"!监控软件设计
由一个45网络通信模块和一个46主监控界面程序组成。45通信模块完成与灯光监控程序之间的通信。监控界面的人机交互部分是全中文化
的图形界面，采取多文档结构，一个主窗体设为主文档；子窗体设置很多个，都为子文档。运行时，主文档界面保持不变，通过主文档上工具条及其子菜单的点击实现与子文档的切换。在主文档窗体中的控件，用来显示当前子窗体的名称，其余控件用来显示机场类别、能见度信息、当前系统控制权在哪个机器上、本机有无控制权、操作员姓名、主备状态等内容。子窗体有历史数据查询、串行通信设置、灯光监控、实时信息显示、操作日志、报警信息显示与处理、控制权限设置。下面简单介绍灯光监控子窗体。监控子窗体如图,所示，在该子窗体
中，可以实现所有灯光的控制，实现不同光级的选择（%!*级）
；实现分组控制以满足各种实际需要；同时在界面中实现了实时灯光开关状态和光级大小显示等功能，并能从网络中获得各个航班的起落时间和机场气象信息。
#实验与结论
#"$实验方法与分析
试验了机场助航灯光巡检系统对灯位的运行参
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图!灯光监控主窗体与子窗体
数检测的可靠性，参数发报的成功率；机场助航灯光监控系统对调光器的控制，以及调光器系统运行状态的检测。选择了机场进近灯的调光回路（共"盏灯）做了以下三个实验，并对实验数据进行分析：
（#）将安装在进近灯座上经测试正常发光的灯进行了灯泡断丝实验。结果表明，"盏灯的判断全部正确，误报率为$。
（%）灯暗检测实验是将灯位巡检单元采样的灯的发光数据与实际测量的数据进行比较，以判断灯具实际的工作状态与检测结果的吻合程度。实验表明不同的灯光等级下灯两端的平均电压波动率小于&’，已基本达到实用要求，如图(
所示。
图(灯暗实验分析
（)）隔离变压器桶进水试验是将灯位巡检单元采样的隔离变压器桶进水的状态与实际进水与否进行比较，以判断检测结果的可靠程度。在现场试验中巡检系统监测到进水的隔离变压器桶，经灯光实验人员实地检查，进水深度确实均达到设定值；对没有监测到进水的隔离变压器桶进行开盖检查时，未发现已经进水的现象。
!"#实验结论
实验表明，此实验系统故障检测可信度高，设备运行稳定性好，信号的传输能够克服杂波和噪声的不利影响，准确传输信号；故障定位器从每个灯
位上取出的电能非常小，确保了检测单元的电源足够稳定，而不受光级变化的影响。上位机界面操作灵活方便。此系统能够基本满足助航灯故障检测的基本要求。
参考文献
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控制器故障诊断
FANUC-Robot控制器故障诊断 错误分类概述 * 错误分类的目的是为了更容易地进行故障诊断。 * 每一次故障诊断前都要进行错误分类。 * 识别错误以及症状的类别，要先于故障诊断。 * 每一类错误在机器人操作中都同等严重。 * 错误类型分为： ?第一类错误 ?第二类错误 ?第三类错误 ?第四类错误 第一类错误慨述 * 症状 ?控制器死机 ?示教盒屏幕空白 * 潜在的原因 ?控制器AC 电源存在问题 ?断开器的问题 ?变压器的问题 ?控制器DC 电源线路的问题 ?电缆线问题 ?示教盒/缆线问题 ?电源供给单元损坏 ?电源供给单元保险丝熔断 ?开/关电路的问题 ?面板电路板保险丝 第二类错误概述 * 症状 ?示教盒锁死，没反应 * 潜在的原因 ?软件故障 ?主板的问题 @ CPU 模块，连同DRAM
@ FROM/SRAM 模块 ?示教盒/缆线/ISB 单元的问题 ?PSU 或者底板（激活信号）的问题 ?辅助轴控制卡的问题 第三类错误概述 * 症状 ?错误指示灯亮 ? KM1和KM2 关闭，因此伺服没有电源 ?屏幕上显示诊断信息 * 潜在的原因 ?伺服放大器的问题 ?马达/SPC 的问题 ?编码器/制动模块的问题 ?紧急停止线路的问题 ?紧急停止线路板的问题 ?紧急停止单元，连带KM1 和KM2 的问题 ?面板电路板的问题 ?缆线问题 第四类错误概述 * 症状 ?机器人只能在手动模式下工作 ?能够从示教盒运行程序 * 可能的原因 ?通讯或输入/输出的问题 @ 与PLC 之间没有通信 @ 行程开关等损坏 ?不正确的当地/远程开关设置，软件控制的。六控制器维修 1 无法开机
故障诊断专家系统及其发展
综述与评论 计算机测量与控制.2008.16(9) C omputer Measurement &Control 1217 中华测控网https://www.360docs.net/doc/9312172301.html, 收稿日期:2008-06-08; 修回日期:2008-07-16。 作者简介:安茂春(1967-),山东莱阳人,副研究员,主要从事测试与故障诊断技术的管理工作。 文章编号:1671-4598(2008)09-1217-03 中图分类号:TP182 文献标识码:A 故障诊断专家系统及其发展 安茂春 (北京系统工程研究所,北京 100101) 摘要:文章对主要的故障诊断专家系统进行了系统的归纳和分类,主要关注故障诊断专家系统在军事领域的应用;重点讨论了基于规则的诊断专家系统、基于模型的诊断专家系统、基于人工神经网络的诊断专家系统、基于模糊推理的诊断专家系统和基于事例的诊断专家系统的技术要点、发展现状、优缺点及其在军事方面的应用;最后,对该学科的发展做出了预测,指出基于多种模型结合的诊断专家系统、分布式诊断专家系统、实时诊断专家系统是今后的发展方向。 关键词:专家系统;故障诊断;军事应用;基于规则推理;建模技术;人工神经网络;模糊推理;基于事例推理 A Survey on Fault Diagnosis Expert Systems An M ao chun (Beijing Institute o f System and Eng ineering ,Beijing 100101,China) Abstract:In this article w e present a s urvey of fault diagnosis expert system s,and categorize them into 5different types according to know ledge organiz ation m ethod and reasoning m ech anis m,w hich are ru le-b as ed fault diagn osis expert system,model-based fault diagnosis ex pert system,n eural netw ork fault diagnosis exp ert sy stem,fuz zy fault diagn osis expert system and cas e-based fault diagn os is expert sys -tem,for each type w e describ e its techn ical pr op erties,curren t status,ad vantag es and disadvantages,and application s in military field.At the end of th is article,w e point out that hybrid model-based,distributed and real-time diagnosis expert sys tems are fu tu re direction s. Key words:ex pert sys tem;fault diagnosis ;military application;rule -b as ed reasoning;modelin g;artificial neural netw or k;fuzzy reasonin g;ease-b as ed reasoning 1 故障诊断专家系统及其分类 专家系统(Ex per t Sy st em,ES)是人工智能技术(A rt if-i cial I ntelligence,A I)的一个重要分支,其智能化主要表现为能够在特定的领域内模仿人类专家思维来求解复杂问题。专家系统必须包含领域专家的大量知识,拥有类似人类专家思维的推理能力,并能用这些知识来解决实际问题。 故障诊断技术是一门应用型边缘学科,其理论基础涉及多门学科,如现代控制理论、计算机工程、数理统计、模糊集理论、信号处理、模式识别等。故障诊断的任务是在系统发生故障时,根据系统中的各种量(可测的或不可测的)或其中部分量表现出的与正常状态不同的特性,找出故障的特征描述并进行故障的检测与隔离。 故障诊断专家系统是将专家系统应用到故障诊断之中,可以利用领域知识和专家经验提高故障诊断的效率[1]。目前专家系统在故障诊断领域的应用非常广泛,如美空军研制的用于飞机喷气发动机故障诊断专家系统XM AN [2],N A SA 与M IT 合作开发的用于动力系统诊断的专家系统,英国某公司为英美军方开发的直升机发动机转子监控与诊断专家系统[3]等,此外在电力、机械、化工、船舶等许多领域中也大量应用了故障诊断专家系统。 根据知识组织方式与推理机制的不同,可将目前常用的故障诊断专家系统大致分为基于规则的诊断专家系统、基于模型 的诊断专家系统、基于人工神经网络的诊断专家系统、基于模糊推理的诊断专家系统和基于事例的诊断专家系统。 2 故障诊断专家系统对比分析 2 1 基于规则的诊断专家系统 在基于规则的诊断专家系统中,领域专家的知识与经验被 表示成产生式规则,一般形式是:if<前提>then<结论>其中前提部分表示能与数据匹配的任何模型,结论部分表示满足前提时可以得出的结论。基于规则的推理是先根据推理策略从规则库中选择相应的规则,再匹配规则的前提部分,最后根据匹配结果得出结论。 基于规则的诊断知识表达方式直观、形式统一,在求解小规模问题时效率较高,并且具有易于理解与实现的优点,因而取得了一定成功。20世纪90年代,国外在军用水压系统、电力供应网络等方面进行了应用。 但是,对于复杂系统,所观测到的症状与对应的诊断之间的联系是相当复杂的,通过归纳专家经验来获取规则有着相当的难度,且诊断时只能对事先预想到的并能与规则前提匹配的事件进行推理,存在知识获取的瓶颈问题。2 2 基于模型的诊断专家系统 在基于模型的诊断专家系统中,领域专家的专业知识包含在建立的系统模型中,这种基于模型的诊断更多地利用系统的结构、功能与行为等知识。相比基于规则的诊断专家系统,这种诊断方式能够处理预先没有想到的情况,并且可能检测到系统存在的潜在故障。这类系统的知识库相对容易建立并且具有一定的灵活性,已应用于航天器动力燃烧系统故障诊断等方面。
电气控制系统故障分析诊断及维修技巧
电气控制系统故障分析诊断及维修技巧 发表时间：2016-11-07T14:10:38.820Z 来源：《电力设备》2016年第16期作者：刘庚 [导读] 所以我们必须加大电气控制系统故障分析和维护力度，以此使其使用更加安全，运行更加可靠，进而提高控制效果与水平。 （福建晋江天然气发电有限公司福建省晋江市 362251） 摘要：随着科学技术的不断发展，各种自动控制设备也随着不断的发展和完善，这些设备离不开最基本的电气控制线路，也逐渐的被人们所熟悉掌握。和发达国家相比，我国对电气控制线路控制技术的研究较晚，发展速度也比较慢。近年来通过引进、吸收、消化，明显的提高了电气控制线路技术发展速度。由于电气的控制系统线路较多，线路发生的故障点比较隐蔽，所以影响了电气控制线路的稳定发展。文章分析了电气控制系统的常见故障及其危害，探讨了电气控制系统故障分析诊断及维修技巧。 关键词：电气控制系统；故障诊断；维修技巧 引言 众所周知，电气控制系统在确保电气设备有序运行、高效工作中发挥了不容忽视的重要作用，这一点不可否认，然而在具体应用中，电气控制系统不可避免的会出现各类故障，从而对系统自身、相关设备以及非故障设备构成威胁。所以我们必须加大电气控制系统故障分析和维护力度，以此使其使用更加安全，运行更加可靠，进而提高控制效果与水平。 一、电气控制系统常见故障及其危害 1、电气控制系统常见故障分析 有一些典型的电气控制系统故障可以为我们带来启示，从中获取故障检修经验，避免系统因故障更产生严重后果。引发电气控制系统故障的原因有许多，绝大多数体现在设计上的错误，以及设备安装质量低、设备自身缺陷等，常见的几种系统故障为：（1）过负载。过负载故障体现为电气控制系统中的电机电流超过了额定电流，引发电机过负载故障诱因有很多，例如负载、电压骤然大幅度增高、电机缺相运行等。（2）形式不同的短路。短路故障包括两相短路、三相短路、一相接地短路以及电机或变压器一相绕组中的匝间短路等。（3）过电流。过电流指的是电器元件或电动机超过了限定电流的运行状态，通常比短路电流要小，很少超过6In，过电流故障的原因多来源于错误的起动及负载转矩过高等。（4）电源缺相。交流异步电动机在常规工作当中，因为三相电源包含的一相熔断器熔断所引发的电动机缺相运行。 2、故障的危害 想要真正了解电气控制系统故障，其发生后的危害也有必要了解。（1）电气控制系统在正常运行中，绝缘破损或者接线错误及负载短路后，短路时形成瞬时故障电流可激增到额定电流的数十倍以上，使配电线路或电气设备因过流所生成的电动力而遭到损毁，甚至造成火灾。（2）电流过大不仅会中止电器控制系统，还可能让电气设备遭到损坏，进而引起电动机转矩过大，让机械转动部件破损。（3）交流异步电动机在缺相电源低速运行或堵转时，其产生的定子电流十分强劲，遇到故障会让电动机绕组烧毁。（4）电气控制系统发生故障还可能导致电网电压降低，直接波及到其他设备或用户，让正常工作与生产遭到破坏，严重时会使配电系统彻底瘫痪。 二、电气控制系统故障诊断分析性 1、调查研究法 对电气控制线路的故障诊断调查研究法可以让故障检测人员有效而且快速的对故障性质、范围以及类型进行判断掌握，使工作人员可以迅速的做出故障准确诊断，把在检修诊断过程中的盲目性降低。调查研究法的主要方式是：第一点是问，故障诊断人员向操作电气设备的人员询问在故障发生之前、发生中和发生后的电气线路状况，问的内容应该是在电气控制线路发生事故前有没有冒烟、冒火、有无响声、发生频率、在事故发生之前有没有停机、过载或者高频率启动现象，有没有更换过原件、是否私下维修等等问题，从这些问题中可以知道，调查研究法的最主要的判断故障方式就是问，通过问就可以大致的判断出故障发生的部位以及发生故障原因等。第二点是望，望就是要对发生故障的设备部位进行观察，看的主要部分就电气设备的外观，看电气设备是否有可能会有故障发生的预兆，比如短路、接地、线路松动、断线等状况。第三点是闻，电气线路中如果出现烧坏等现象，维修人员就可以通过闻的方式进行判断，从而准确的判断线路故障发生的性质和部位。第四点是摸，在摸的时候，必须要保证电流已经切断，触摸线路是否发热，确定该条线路是否在正常运营。 2.2原理图、逻辑分析法 运用逻辑分析法的根据是控制线路中工作原理的关系和环节，并且根据线路故障的现象进行具体的分析，把检查的范围迅速缩小，从而确定故障的发生部位。运用逻辑分析法的主要前提是要根据系统电路原理图分析，准确判断故障所在的位置，使用逻辑分析法的目的是比较快捷方便，因此逻辑分析法比较适用于有复杂线路的故障检查中。由于复杂的线路中经常会有许多电气零件以及接线，如果检查维修人员逐一检查，不仅工作量大、时间长，且容易出现差错。 检查维修人员在使用逻辑分析法进行线路检查时，应该按照相应管理图纸对线路故障进行具体分析，准确的找到故障所在的位置。逻辑分析法可以帮助维修人员快速的把复杂问题进行分析，把一些比较专业复杂的问题变得简单化，避免检查人员莽撞的检查，使尽快的排除故障。 2.3实验法 实验法就是需要对电气控制线路进一步检查时，或是使用常规检查无法判断故障的时候，可以对电气控制线路的故障进行通电实验检查。但是实验法使用前提是不能把电气设备和机械设备损坏，不能把事故的范围进行扩大化。 在进行实验之前，应该尽量的把传动机与电动机分开，调节器里的相关开关在零位，把开关还原的最初的位置。如果传动机和电动机无法彻底分开，可以把主线路切断，根据检查中的实际需要把其它部位的线路也切除掉，把检查的范围进一步的缩小，同时也是为了避免故障进一步的扩大，避免意外情况的发生。如果要把电气设备打开，应该在操作设备的人员的配合下打开。 三、电气控制系统故障维修技巧探讨 1、通过有效充分利用排查的方式进行维修 利用排查法进行维修是最基本的方法，它的主要内容涉及故障代码的研究和分析、系统的自排查过程、万能表排查和短路排查四种方法。由于上述已经涉及相关内容的探讨，在这里不再多加赘述。
控制系统故障诊断技术
Harbin Institute of Technology 控制系统故障诊断技术 课程报告 专业：控制科学与工程 学号：15S004001 姓名： 日期：2016.4.12 控制系统故障诊断技术(FDD)，在核心上属于模式识别范畴，通过冗余控制及自诊断等
思想处理系统故障，提高系统性能与可靠性。主要环节内容包括特征提取(如量值描述、模糊描述、模型与数据结合描述等)，故障分离估计及评价决策。其中系统的表征包括输入输出状态，参数特征，逻辑经验，通过状态观测可以判定失效的观测器。 控制系统故障诊断主要思想在于特征分析，包括信号处理，通过控制领域方法，进行诊断与容错处理。本质上，是控制学科的一门下属学科，建立的体系要基于控制系统理论基础，系统四个部分分别是：被控对象、控制器、执行器、传感器。重点在于传感器的故障诊断。 故障诊断本身又可以分为故障检测，只判断有无故障；与故障分离，即可以定位具体故障。 诊断方法类型包括基于数学模型及基于专家(模糊)知识两种。体现在发展历程上，即2000年以前诊断方法主要是阈值方法，而2000年之后才逐渐引入智能化。 这一技术的目的包括提高系统鲁棒性，这种鲁棒性，并非简单的对参数变化具有的不敏感性，还包括系统自身对结构变化的自适应性；此外，另一个目的是容错性，即再系统局部发生故障时，可以有冗余部件替换掉有问题部件。 控制系统容错技术在方法上，包括 1、并行冗余，主要处理控制器故障，包括串并联结构，冷热备份等等； 2、鲁棒控制，需要考虑系统局部关系的完整性设计，具有多模型自适应能力； 3、系统重构，指的是余度系统故障时，使系统转入新工作结构而采用的余度管理措施，称为重构。系统重构技术充分利用系统的信号和资源，可以使系统获得更高的可靠性和生存性。在系统发生故障时可以迅速反应，重新构建控制器，通常采用FPGA实现，达到不同阶段完成不同功能。 4、人工智能，是近来发展迅速的智能化方法，包括神经网络、模糊专家控制等。 如上图为神经网络控制器的示意图。作为一种黑箱结构，神经网络的优势在于只要有一层隐含层就可以做到任意的非线性拟合。 控制系统故障诊断实现途径包括：提高元部件可靠性及整体可靠性设计，如冗余设计、简化设计等。故障诊断的观测器通常采用基于李雅普诺夫原理的自适应观测器与奉献观测器的结合。通过可观自由度、传感器数量对故障定位，通过解耦控制器，容错控制，使血糖具有冗余能力。在实际应用中观测器速度一定大于控制器，及观测器极点相比于控制器一定更远。当系统干扰较大时，可将观测器换成卡尔曼滤波器。闭环故障诊断的难点在于故障可能由于闭环本身产生。 以上内容完全来自课堂笔记与个人观点，下面是我查阅到的控制系统故障诊断的一些基本内容： 容错控制是 20 世纪末期发展起来的一种提高控制系统可靠性的技术 . 容错控制系统设计主要包括 故障诊断和容错控制系统的设计, 这两个方面现都成为控制理论领域的研究热点. 控制系统是由被控对象、控制器、传感器和执行器组成的复杂系统, 其各个基本环节
电力设备故障诊断系统及其应用的研究
电力设备故障诊断系统及其应用的研究 发表时间：2016-10-13T15:40:03.360Z 来源：《电力设备》2016年第14期作者：李壮优司小闯张倩张振飞 [导读] 从现阶段社会经济发展情况来看，电力行业的发展对于满足社会经济发展需求来说，具有重要的影响。 （河南平高电气股份有限公司河南平顶山 467000） 摘要：从现阶段社会经济发展情况来看，电力行业的发展对于满足社会经济发展需求来说，具有重要的影响。社会经济的快速发展，电能需求不断增加，电能供需矛盾日益紧张，基于这一点来看，保证供电稳定性与可靠性，成为现阶段电力行业发展必须关注的一个重点内容。这一过程中，电力设备故障诊断系统的应用，能够对供电设备故障问题进行有效解决，本文从电力设备故障诊断系统应用层面入手，分析了电力设备故障诊断问题。 关键词：电力设备；故障诊断；应用分析、光纤电流互感器 前言：电力设备故障诊断系统在应用过程中，根据电力设备实际情况，能够对故障问题进行智能化、自动化的分析和判断，锁定故障发生位置，保证故障维修具有较高的效率和可靠性，以保证供电的平稳性。 电力设备故障诊断系统在应用过程中，注重对互感器等信号采集设备的利用，通过在互感器中设置光纤复合绝缘子形成新型光纤电流互感器，是能够保证故障检测具有较高的效率，以满足故障维修需要的重要技术手段。换句话说，电力设备故障诊断系统在应用过程中，注重对诊断技术和诊断方法进行有效利用，保证电力设备建设具有较高的安全性和可靠性。（建议删除涂黄的，增加涂红部分） 一、电力设备故障诊断系统的功能分析 电力设备故障诊断系统在实际应用过程中，注重对电力设备故障进行有效检测，以最短的时间发现电力设备故障出处，保证电力设备故障能够在第一时间解决。电力设备故障诊断系统的功能，主要涉及到了信号采集、数据信息传输以及数据信息处理三个部分内容[1]。关于电力设备故障诊断系统功能，具体我们可以从下面分析中看出： （一）信号采集 电力设备故障诊断系统的信号采集，是发挥系统功能的关键，通过信号采集，能够对电力设备故障问题进行较好地发现。一般来说，信号采集主要目的在于对电力设备状态信息进行把握，在进行信号采集时，主要方法如下：一是定时采样，定时采样主要是指设置一定的采样时间，对电力设备运行状态进行检测；二是一次性采样，主要是指采集一次合适长度作为数据处理信号的样本；三是根据电力设备实际情况，设置自动化信息采集。信号采集工作是电力设备故障诊断系统的一个重要环节，是获取电力设备运行状态信息的关键，也是对电力设备故障进行维修的依据。 （二）数据信息传送 数据信息传送过程中，为了有效保证数据传送的准确性和可靠性，需要对数据信息进行预处理，通过数据信息转换，实现数据传输的可靠性目标。电力设备故障诊断系统在对信息传播时，由于距离相对较远，信息传输可能出现损失或是受到信号干扰，这样一来，采取数据预处理的方式，能够有效解决这一问题[2]。 （三）数据处理 数据处理主要是对电力设备状态信息进行解包处理。在对数据处理过程中，主要方法有人工智能、小波分析等方法。在分析数据信息过程中，需要对其进行频谱转换，从而保证系统能够对其进行有效分析和处理。 二、电力设备故障诊断系统应用分析 电力设备故障诊断系统在电力行业发展过程中的应用，主要涉及到了故障信号采集、故障诊断分析、故障处理三个方面内容，关于其具体应用情况，我们可以从下面分析中看出： （一）故障信号采集 目前从电力设备应用情况及发展情况来看，电力设备中普遍采用复合绝缘子，保证在架空输电线路设计中对其进行有效应用。除此之外，复合绝缘子在互感器中也得到了广泛地应用。复合绝缘子的利用，提升了电力设备的可靠性，在进行故障检测过程中，也需要对复合绝缘子的情况进行把握。电力设备故障诊断系统在应用过程中，会根据电力设备故障反馈的特征，对重要信息进行提取，从而对电力设备故障进行诊断[3]。电力设备故障反馈出的特征具有一定的复杂性和多样性特点，在特征选取时，能否对关键点进行把握，直接影响到故障处理的质量和效率，对于供电可靠性和平稳性来说，具有重要影响。基于这一点，电力设备故障诊断系统在信号采集时，注重对特征参量进行把握，选择的特征参量能够对故障情况进行突出反应，从而为电力设备故障解决提供必要依据。 （二）故障诊断分析 电力设备故障诊断系统在进行故障诊断分析过程中，注重对有效诊断方法的利用，目前来看，电力设备故障诊断系统的故障诊断方法主要有以下几种：一是根据最大隶属度模糊理论原则，对电力设备状态信息进行反馈，采用模糊数学方法，对故障进行诊断；二是利用故障特征量，对电力设备故障误差进行修复，从而对电力设备故障问题进行解决。三是对信息融合技术进行利用，应用传感器技术，对电力设备运行状态进行监控，对于出现异常的部位进行检测，实现对故障的诊断目标。电力设备故障诊断过程中，要注重结合电网实际情况，对故障诊断方法进行合理应用，从而有效地发现故障，实现对故障的解决。 （三）故障分析技术 在对电力故障进行解决过程中，电力设备故障诊断系统注重对信息化技术进行应用，实现故障分析的数字化、智能化发展。这一过程中，通过对“局域网”技术进行利用，能够实现对特定区域范围内的电力设备运行情况进行有效监督和控制，从而突破空间和时间限制，能够对电力设备运行信息进行较好的把握，以保障电力设备的平稳、可靠运行[4]。故障分析技术的应用，注重对故障产生的原因、性质进行把握，从而采取有效措施对故障问题进行解决。 结束语：随着我国社会经济的快速发展，电能需求的不断增加，供电可靠性和稳定性直接影响到了人们的日常生产和生活。基于这一点，在实际发展过程中，要注重加强对电力设备故障诊断系统的有效利用，通过技术创新，实现对故障的有效诊断，从而对故障问题进行
汽车故障诊断专家系统的研究和设计
摘要 本文介绍了汽车故障诊断专家系统的基本结构及其开发的基本方法，论述了汽车故障诊断专家系统软件的开发研究的意义和设计中的难点，针对汽车故障的复杂性特点模拟经验丰富的维修专家的诊断思路及方法，利用Delphi7进行编程，建立友好的人机界面，依据计算机数据结构原理，采用故障树的数据结构和关系数据库原理完成知识表示建立完善的知识库，实现了确定性故障诊断所需的知识库和推理机。从而可使用户通过人机对话的形式方便、快速、准确地找出故障原因，大大地提高汽修行业的效益及汽车的使用寿命。 关键字：汽车故障诊断专家系统
The paper introduces Automobile Fault Diagnosis Expert System of basic structure and development of basic methods. Discusses the software of Automobile Fault Diagnosis Expert System 's research meaning and the difficulty in the design. Aiming at the complexity characteristic of the fault ,simulating the way that experienced diagnosis maintenance of expert thinking, using Delphi7, established friendly human-machine interface. According to the principle structure data of the computer , adopt the fault tree's data structure and relation theories of database to accomplish the representation of knowledge, and realized the uncertainty of knowledge base for fault diagnosis and reasoning machine. The user could find fault convenient, fast and accurately through the man-machine dialogue form , greatly improve the automobile industry's efficiency and the automobile's service life. Key words：automobile fault diagnosis expert system
内燃机智能故障诊断系统的及应用
22 4 结语 综上，随着电动汽车的不断发展，将需要更多的直流无刷电机动力总成配套，为本动力总成提供了更广阔的市场需求。目前为止，各大跨国公司也都是刚刚介入这个新兴起的行业，技术也不完全成熟，我国与国外在新能源汽车领域差距还不大，如果能够得到更多的政府支持，加大投资力度，逐步改进电机控制器技术，提高控制策略成熟度，减小故障率，增强可靠性，完全有可能涉及大中城市的公交、出租、公务、市政、邮政等领域，进而取代进口产品，加速市场的占有率，抢占未来制高点，牢牢掌控住中国市场，走出一条符合我国国情的新能源战略路线。参考文献 [1] 祝占元．电动汽车[M]．河南：黄河水利出版社，2007．[2] 李兴虎．电动汽车概论[M]．北京：北京理工大学出版社， 2005． [3] 宋慧．电动汽车[M]．北京：清华大学出版社，2005．[4] 陈小永．直流无刷电机控制技术研发[J]．中国石油大学， 2008． [5] 吴素平，罗隆福，杨艳．基于DSP 的直流无刷电动机的无 位置传感器控制技术[J]．机车电传动，2004，（1）：31-33．[6] 陈玉荣，倪光正．直流无刷电机电流检测技术的研究[J]． 农机化研究，2004． 作者简介：李兴全（1975-），男，吉林农安人，锦州海伯伦汽车电子有限公司工程师，工程硕士，研究方向：汽车电子。 （责任编辑：周加转） 随着科技的发展，内燃机应用于工农业的规模越来越大，为了满足生产的需要，机械设备逐渐向大型、高速、强载、自动与智能化、连续运行及高度复杂化发展，同时系统故障发生率也相应增加。一旦发生故障，就有可能使整台设备甚至整个生产过程受到影响和破坏，造成经济损失，更严重的会发生灾难性人员伤亡事故。 1 内燃机故障机理内容 内燃机故障诊断首先是对故障机理进行研究， 其诊断主要内容包括以下几个方面： 1.1 信号采集 信号采集的主要方法有振动诊断、温度测试、压力测试、油液分析技术、无损检测技术、电涡流传感器测试。 1.2 信号分析处理及特征提取 常用的方法有函数分析法、调和分析法、参数模型法。 1.3 状态识别 由于故障的类型多且复杂，内燃机设备的故障 内燃机智能故障诊断系统的研究及应用 褚光超 刘洪波 （济南市长清区公路管理局，山东 济南 250300） 摘要： 内燃机是一种消耗热能的机器，主要应用于工农业等方面的生产。内燃机设备的故障诊断极其复杂，有一定的难度。文章主要研究内燃机的智能故障诊断系统及其应用。关键词： 内燃机；故障机理；智能系统中图分类号： U269 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）26-0022-032012年第26期（总第233期）NO.26.2012 （CumulativetyNO.233）
远程控制与故障诊断系统
远程控制与故障诊断系统
含丰富的故障信息，如何找到这种故障的特性描述，并利用它进行故障检测，分离就是故障诊断的任务。智能化的故障检测诊断，能综合运用自控系统可靠性分析技术、故障检测诊断技术和人工智能知识推理判断的技术去解决原来只有少数专家在拥有较为完善的信息的前提下才能解决的故障检测诊断工作。 集控远程故障诊断与控制系统可以实现自动控制系统的智能故障自诊断、远程处理以及自恢复功能、实现全公司自动化信息互通互联和资源共享功能，构造公司生产经营管理的神经中枢，为实现“数字化管理”奠定坚实的基础。（一）系统组成 1、前端（设备端） 如图1所示，前端的各类设备，通过相应数据采集设备（如PLC）的接口与工业级4G路由器的对应接口进行连接，通过在路由器中将分配给PLC的IP做好相应端口映射配置后，PLC设备就被推送到了公网上。 2、中心端（厂商、供应商的监控服务中心） 如图1所示，当工业级4G路由器与中心端成功建立连接后，处于中心端的维护人员，即可随时登录每台故障设备进行诊断与维护操作。 （二）系统连网方式 1、普通直连方式； 2、VPN连网方式（a）； 3、VPDN连网方式(b)； 四、经济效益及社会效益： 1．采用集控远程故障诊断与控制系统，减少我公司现场设备服务维护人员20人，降低生产维护成本，提高劳动效率，节省了紧急情况下的故障处理时间，提高用户生产管理的安全稳定性。不但满足了用户的要求，而且巩固和开拓了产品市场。 2、该系统对于非煤市场的可持续发展和增加社会和经济效益有着重要意义。该远程故障诊断与远程监控系统可延伸至整个矿区管理层次，使用方便、覆盖面大、应用范围广，系统扩展性好、可靠性高，安全性能可靠。 3、软件能及时准确地把握客户整个公司的生产运行状况，成功捕获故障隐患，实时分析、诊断，利于迅速做出维修计划。对迅速提高公司整体维护水平、降低故障率、保障生产线的顺行具有极为重要的战略意义和极高的实际应用价值，
故障诊断技术研究及其应用
故障诊断技术研究及其应用 1 引言 以故障为研究对象是新一代系统可靠性理论研究的重要特色，也是过程系统自动化技术从实验室走向工程的重要一环。最近二十多年来，以故障检测、故障定位、故障分离、故障辨识、故障模式识别、故障决策和容错处理为主要内容的故障诊断与处理技术，已成为机械设备维护、控制系统系统可靠性研究、复杂系统系统自动化、遥科学、复杂过程的异变分析、工程监控和容错信号处理等领域重点关注和广泛研究的问题。 诊断(Diagnostics)一词源于希腊文，含义为鉴别与判断，是指在对各种迹象和症状进行综合分析的基础上对研究对象及其所处状态进行鉴别和判断的一项技术活动[1]。故障诊断学则是专门以考察和判断对象或系统是否存在缺陷或其运行过程中是否出现异常现象为主要研究对象的一门综合性技术学科。它是诊断技术与具体工程学科相结合的产物，是一门新兴交叉学科。故障诊断与处理技术，作为一门新兴技术学科，可划分为如下三个不同的研究层次： (1) 以设备或部件为研究对象，重点分析和诊断设备的缺陷、部件的缺损或机械运转失灵，这通常属于设备故障诊断的研究范畴； (2) 以系统为研究对象，重点检测和分析系统的功能不完善、功能异常或不能够完成预期功能，这属于系统故障检测与诊断的研究范畴； (3) 以系统运行过程为研究对象，考察运行过程出现的异常变化或系统状态的非预期改变，这属于过程故障诊断的研究范畴。 概而言之，故障诊断研究的是对象故障或其功能异常、动作失败等问题，寻求发现故障和甄别故障的理论与方法。无论是设备故障诊断、系统故障诊断还是过程故障诊断，都有着广泛的研究对象、实在的问题背景和丰富的研究内容。本文将从故障诊断与处理技术的研究内容、典型方法和应用情况等三个方面，对故障诊断及相关技术的发展状况做一综述，同时简要指出本研究方向的若干前沿。 2 故障诊断与处理的主要研究内容 故障诊断与处理是一项系统工程，它包括故障分析、故障建模、故障检测、故障推断、故障决策和故障处理等五个方面的研究内容。 2.1 故障分析 故障是对象或系统的病态或非常态。要诊断故障，首先必须对故障与带故障的设备、系统、过程都有细致分析和深入研究，明确可能产生故障的环节，故障传播途径，了解故障的典型形式、表现方式、典型特征以及故障频度或发生几率，结合对象的物理背景了解故障产生的机理、故障关联性和故障危害性。 常用的故障分析方法有对象和故障环节的机理分析法、模拟法、数值仿真或系统仿真法和借助数学模型的理论分析法等。 2.2 故障建模 模型分析是现代分析的基本方法，对复杂对象的故障诊断同样具有重要应用价值。为了定量或定性地分析故障、诊断故障和处理故障，建立故障的模型和带故障对象的模型是十分
远程控制与故障诊断系统
一、装车站系统一般都放置在广阔的偏远矿区运行。大部分装车站系统都有自 身的就地数据监事和监控系统，用来显示当前装车的实时工作状态数据， 以及最新数据查询。但是作为矿区管理者来说，读取装车系统的工作数据，了解最新的装车站的工作状态是很不方便的，也是很不现实的。在这种情况下，我们提出研制装车站远程故障诊断与控制系统的问题。近几年来， 随着自动化功能的完善改进，其系统整体功能的增强势在必行。装车站远程故障诊断与控制系统不仅能够实时查看当前装车站的实时工作数据，而且还能进行历史查询。监控系统实时检测报警和运行情况，这样能够及时处理报警故障，更好的维护装车系统高效安全可靠的运作，增加系统使用寿命。目前市场上产品的监控大部分还是以现场监控为主，远程无线网络监控应用才刚刚起步发展。远程无线网络监控系统是利用现有的网络通信 技术将终端数据传输到远程的上位机监控系统。现场监控设备将采集的数 据发送到无线网络中，无线网络根据网络通信协议将指定发送的数据发送 到监控中心接收端服务器。随着（）和物联网时代的到来，的发展为各行 各业带来了全新的理念，把远程控制的概念提高到了一个新的层次，已经把生产企业、科研机构、设备供应商三者更加紧密地结合在一起。软件集成的友好人机交互界面，远程基于的监控界面对整个系统的运行情况实时 的显示出来，用户可以在任何一台电脑上登录指定的网址，监控装车站的运行情况。因此客户可查询指定时间范围内的运行参数信息。集控远程故障诊断与控制系统的研究，使公司通过为用户企业提供远程咨询、诊断和维修，培训企业的员工，实现“移动的是数据而不是人”，从而节约出差维 护成本，并提高了维修服务质量以及客户满意度。二、主要创新点：
故障诊断技术发展历史(最新版)
故障诊断技术发展历史 故障诊断(FD)始于(机械)设备故障诊断，其全名是状态监测与故障诊断(CMFD)。它包含两方面内容：一是对设备的运行状态进行监测；二是在发现异常情况后对设备的故障进行分析、诊断。设备故障诊断是随设备管理和设备维修发展起来的。欧洲各国在欧洲维修团体联盟(FENMS)推动下，主要以英国倡导的设备综合工程学为指导；美国以后勤学(Logistics)为指导；日本吸收二者特点，提出了全员生产维修(TPM)的观点。美国自1961年开始执行阿波罗计划后，出现一系列因设备故障造成的事故，导致1967年在美国宇航局(NASA)倡导下，由美国海军研究室(ONR)主持成立了美国机械故障预防小组(MFPG)，并积极从事技术诊断的开发。 美国诊断技术在航空、航天、军事、核能等尖端部门仍处于世界领先地位。英国在60～70年代，以Collacott为首的英国机器保健和状态监测协会(MHMG & CMA)最先开始研究故障诊断技术。英国在摩擦磨损、汽车和飞机发电机监测和诊断方面具领先地位。日本的新日铁自1971年开发诊断技术，1976年达到实用化。日本诊断技术在钢铁、化工和铁路等部门处领先地位。我国在故障诊断技术方面起步较晚，1979年才初步接触设备诊断技术。目前我国诊断技术在化工、冶金、电力等行业应用较好。故障诊断技术经过30多年的研究与发展，已应用于飞机自动驾驶、人造卫星、航天飞机、核反应堆、汽轮发电机组、大型电网系统、石油化工过程和设备、飞机和船舶发动机、汽车、冶金设备、矿山设备和机床等领域。 故障诊断的主要理论和方法 故障诊断技术已有30多年的发展历史，但作为一门综合性新学科——故障诊断学——还是近些年发展起来的。从不同的角度出发有多种故障诊断分类方法，这些方法各有特点。从学科整体可归纳以下理论和方法。 (1)基于机理研究的诊断理论和方法从动力学角度出发研究故障原因及其状态效应。针对不同机械设备进行的故障敏感参数及特征提取是重点。 (2)基于信号处理及特征提取的故障诊断方法主要有时域特征参数及波形特征诊断法、时差域特征法、幅值域特征法、信息特征法、频谱分析及频谱特征再分析法、时间序列特征提取法、滤波及自适应除噪法等。今后应注重实时性、自动化性、故障凝聚性、相位信息和引入人工智能方法，并相互结合。 (3)模糊诊断理论和方法模糊诊断是根据模糊集合论征兆空间与故障状态空间的某种映射关系，由征兆来诊断故障。由于模糊集合论尚未成熟，诸如模糊集合论中元素隶属度的确定和两模糊集合之间的映射关系规律的确定都还没有统一的方法可循，通常只能凭经验和大量试验来确定。另外因系统本身不确定的和模糊的信息(如相关性大且复杂)，以及要对每一个征兆和特征参数确定其上下限和合适的隶属度函数，而使其应用有局限性。但随着模糊集合论的完善，相信该方法有较光明的前景。 (4)振动信号诊断方法该方法研究较早，理论和方法较多且比较完善。它是依据设备运行或激振时的振动信息，通过某种信息处理和特征提取方法来进行故障诊断。在这方面应注重引入非线性理论、新的信息处理理论和方法。
设备故障诊断技术及专家系统应用研究
龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/9312172301.html, 设备故障诊断技术及专家系统应用研究 作者：纪明涛 来源：《中国科技博览》2017年第29期 [摘要]本文主要介绍了煤矿机电设备故障诊断技术及专家系统的原理及特点，构建了煤矿机电设备诊断专家系统，并对应用结果进行了分析。 [关键词]煤矿机电；故障诊断技术及专家系统；诊断；维修 中图分类号：TP18 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）29-0178-01 1、前言 随着采矿业规模日益增大，采矿机械设备也更趋于大型化，连续化，机电一体化，其性能与复杂程度不断提高，对设备故障的诊断也更为复杂。因此，为了达到能够使得综采机电设备处于一种良好的正常工作状态，我们必须要将煤矿机械设备和信息技术管理方面协调统一起来，对综采机电设备进行诊断和维修，这样处理对于煤矿机械的维修管理是相当有必要的。建立矿井调度室远程故障诊断及专家维护系统是解决问题的很好的方法。 2、故障诊断技术及专家系统 设备故障诊断技术包括故障检测与故障诊断.通常合在一体统称为故障检测和诊断（FDD）。 2.1 故障的定义和故障诊断的机理 故障诊断技术是以可靠性理论、信息论、控制论和系统论为理论基础，以现代测试仪器和计算机为技术手段，结合各种诊断对象（系统、设备、机器、装置、工程结构以及工艺过程等）的特殊规律逐步形成的一门新技术，主要包括检查和发现异常、诊断故障状态和部位、分析故障类型、提出诊断决策方案及诊断结论四个基本环节。其基本原理是根据机械、电气等设备运行过程中产生的各种信息，判断设备运行是属于正常还是异常，识别设备或机器是否发生故障，并对设备未来状态进行预测，确定最合适的维修方案和检修周期。作为一门交叉性学科领域，故障诊断技术在过去的几十年里得到了飞速发展，一些新的理论与方法已经得到了成功的应用。而非线性系统的故障诊断是当前故障诊断领域研究的热点与难点问题。在生产过程中，大型设备发生的故障是各种各样的，而根据系统采用的特征描述和决策方法的差异，形成了不同的故障诊断方法，具体可分为基于解析模型的方法、基于信号处理的方法和基于知识的方法三大类。 2.2 故障诊断过程
电力系统故障诊断专家系统
电力系统故障诊断专家系统 李向峰 （哈尔滨工程大学信息与通信工程工程学院，黑龙江哈尔滨１５０００１）摘要:针对电力系统故障诊断问题存在的大量不确定性，提出了将模糊集和模糊推理方法结合专家系统进行故障诊断的新方案。同时，尝试将分布式问题求解方法用于电力系统故障诊断问题，开发了基于模糊推理的分布式电力系统故障诊断专家系统。为方便用户使用，开发了图形建模和模糊知识学习平台，以及故障信息管理系统通过在某地区电网的测试表明，所提方案具有准确的诊断结果和很好的实用性关键词:故障诊断;模糊推理;专家系统;分布式问题求解;故障信息管理。 关键词:故障诊断; 模糊推理; 专家系统; 分布式问题求解; 故障信息管理 Power System Fault Diagnosis Expert System LiXiangfeng (Information and Communication Engineering, Engineering, Harbin Engineering University, Harbin) Abstract: Fault detection system of power exists a lot of uncertainty, the proposed fuzzy sets and fuzzy inference method combines expert system for fault diagnosis of the new program. At the same time, try to distributed problem solving method for power system fault diagnosis, develop a distributed power system fault diagnosis expert system based on fuzzy reasoning. For the convenience of users, the development of graphical modeling and fuzzy knowledge learning platform, and fault information management system through a regional grid in the test shows that the proposed scheme has an accurate diagnosis and good usability Key words: fault diagnosis; fuzzy reasoning; expert system; distributed problem solving; fault information management. Keywords：fault diagnosis; fuzzy inference; expert system; distributed problem solving 1引言 电力系统故障诊断是近年来十分活跃的研究课题之一，人们对此进行了大量研究[1~9]，取得了许多有价值的理论研究成果，提出了多种解决方案，如采用专家系统方法[2，4，6，8]和神经网络方法[4]等. 由于实际运行中用于故障诊断的断路器和保护动作信息存在着大量的不确定性，近年来有学者将模 糊推理方法应用于电力系统故障诊断[3，5~7，9]。但以 前的研究大多集中在理论探讨上，在解决电力系统运行过程中出现的实际问题方面进展不大。现代电网互联规模和运行复杂性越来越大，运行越来越接近极限，一旦发生故障，造成的损失也较以往增大，因此对运行人员迅速准确处理事故的能力的要求进一步提高。电力系统故障自动诊断系统不仅可以成为运行人员在处理事故时的得力助手，还可成为运行人员培训的有力工具。 本文在前期开发的面向对象的电力系统故障 诊断专家系统[8]的基础上，借鉴其他研究成果[3，5~7] 增加了基于模糊集的报警信息处理，不但考虑了开关和保护动作的不确定性，还将故障时电压、电流不同于正常运行时的特征信息用模糊集表示，利用模糊推理来提高诊断结果的准确性和可用性；同时开发了模糊集学习平台，以缓解专家系统知识获取 的难题;利用网络通信技术和分层分布式问题求解 方法，解决电力系统信息分层和应用于实际电力系统故障诊断时出现的问题，提出了两种分层分布式故障诊断问题求解方案，并就其中一种方法进行了