1、机械故障诊断学机械故障诊断学机械故障诊断学机械故障诊断学一、一、概述概述 现代化生产中，现代化生产中，如果机械设备的某一零部件或设备出现故障而又如果机械设备的某一零部件或设备出现故障而又未能及时发现和排除，其结果不仅可能导致设备本身损坏，甚至可未能及时发现和排除，其结果不仅可能导致设备本身损坏，甚至可能造成机毁人亡的严重后果。能造成机毁人亡的严重后果。在流程生产系统中，在流程生产系统中，如果某一关键设备因故障而不能继续运行，如果某一关键设备因故障而不能继续运行，往往会涉及整个流程生产系统的运行，造成巨大的经济损失。因此，往往会涉及整个流程生产系统的运行，造成巨大的经济损失。因此，对于流程生产系
2、统故障诊断具有极为重要的意义，例如电力工业的对于流程生产系统故障诊断具有极为重要的意义，例如电力工业的汽轮发电机组，冶金、化工工业的压缩机组等。汽轮发电机组，冶金、化工工业的压缩机组等。在机械制造领域中，在机械制造领域中，如柔性制造系统、计算机集成制造系统等，如柔性制造系统、计算机集成制造系统等，故障诊断技术也具有相同的重要性。因故障存在而可能导致加工质故障诊断技术也具有相同的重要性。因故障存在而可能导致加工质量降低，使量降低，使 整个机器产品质量不能保证。整个机器产品质量不能保证。机械设备的故障诊断技术越来越受到重视。机械设备的故障诊断技术越来越受到重视。机械故障诊断学机械故障诊断学机械故障
3、诊断学：机械故障诊断学：一门近二十年内发展起来的新学科；是现代化设备维修技术的重要组成部分重要组成部分，正日益成为设备维修管理工作现代化的一个重要标志重要标志；此项技术的应用能确保机械设备安全运行，提高产品质量，节约维修费用以及防止环境污染。机械故障诊断学机械故障诊断学目前研究的主要方向分为两大模块：机械设备的状态监测机械设备的状态监测和故障诊断技术故障诊断技术。采用的方法有很多：振动监测技术、油液分析技术、红外测温技术、声发射技术、无损检测技术等。其中振动监测技术是普遍采用的基本方法，因为振动的理论和测量方法都比较成熟，且简单易行。振动测量和信号分析一直是作为预知维修的主要手段，各行业设备部
4、门要开展这项工作一般都是从这二方面开始的。据统计，机械故障90%可以从振动测量中检测出来。振动监测技术就是“对设备的振动信号进行检测、分析处理，故障识别和预报的一种技术”。机械故障诊断学机械故障诊断学二、简易诊断与精密诊断二、简易诊断与精密诊断 设备的状态监测技术：设备的状态监测技术：是指对设备（部件、零件）的某些特征是指对设备（部件、零件）的某些特征参数进行测试，并根据所得测定值与规定的正常值来作比较以判参数进行测试，并根据所得测定值与规定的正常值来作比较以判断设备的工作状态是否正常或异常（存在故障），也称为断设备的工作状态是否正常或异常（存在故障），也称为简易诊简易诊断断。设备故障诊断技术
5、设备故障诊断技术则不仅要对机器设备的状态是否正常作出判则不仅要对机器设备的状态是否正常作出判断，更重要的是对机器故障的原因、部位及严重程度作出估计。断，更重要的是对机器故障的原因、部位及严重程度作出估计。故称为故称为精密诊断精密诊断。机械故障诊断学机械故障诊断学目前比较普及的还是简易诊断（状态监测），而精密诊断真正用于生产还较少，主要用于高精尖设备上。简易诊断比较成熟，简便易行，而精密诊断还属于一种开发性技术，尚不够成熟。这一状况欧美和日本都一样，具有普遍性。另外精密诊断的费用也比较高，需要精密的仪器，要由经过专门训练的工程师来进行，所以只在重要的设备上进行。这一点对我国开发推广诊断技术提供了
6、参考。当前重点主要放在普及简易诊断或状态监测上。同时积极开发精密诊断技术，使它尽快达到使用水平。据有关资料统计，利用简易诊断仪器可以解决设备运行中50%的故障。由此可见，简易诊断在设备管理与维修中的重要作用。机械故障诊断学机械故障诊断学以日本新日铁公司为例，看设备诊断技术在设备管理与维修中的应用：机械故障诊断学机械故障诊断学新日铁认为：在大型钢铁联合企业中，为确保全系统设备的正常运行，有两项技术必须实行。一是有效地监视机器状况，即“设备监测技术设备监测技术”。二是精确的诊断方法。即：“精密诊断技术精密诊断技术”。1.“1.“设备监测技术设备监测技术”这类技术应满足如下要求：1）能迅速地对各种类
7、型的机械进行振动测量2）能进行现场结论 3）经济,使用方便 机械故障诊断学机械故障诊断学目前，新日铁在这方面已开发出了一系列的硬件，专门用于钢铁联合企业中的各类设备，并把用于设备监测技术的硬件分为三类：（1）第一类是供日常检查人员随身携带使用的，能定量显示结果的各种小型仪器小型仪器。譬如：机器检测器，油膜检测器，小型测振仪、马达检测器，声发射裂纹检测器等。（2）第二类是监视仪表监视仪表，通常是安装在现场的，可进行自动数据采样，自动数据记录与作为倾向管理的图谱相对照，异常情况判别图谱显示等等，譬如：旋转机械监视仪，压缩机监测仪，热轧机监视仪等。（3）第三类是数据控制系统数据控制系统，这需要第一类
8、仪器测量得到的数据作为输入才能进行工作。可自动处理大量测量数据，并记录，储存与控制图谱相对照，发出控制信号等。机械故障诊断学机械故障诊断学2.“2.“精密诊断技术精密诊断技术”通过使用设备监测技术进行测量，与作为倾向管理的图谱或数值相比较之后，当指出已存在故障或者是预测可能发生故障时，有必要进行精密诊断，不仅要确定故障是否的确存在，而且，当存在故障时，还需诊断出它的位置，原因及程度。新日铁认为：这类技术必须由专门的、称为精密诊断检查的技术人员来进行，在这方面，新日铁近几年来也开发出了二类仪器：（1）一类是专门用的仪器专门用的仪器，主要是用于旋转机械，这类仪器通常须配合各种软件技术（譬如：参照诊
9、断手册，振动严重性判据等）进行使用，同时，结合设备状况进行分析、判断，譬如：旋转机械自动诊断系统，自动平衡仪，声发射裂纹分析仪等。（2）另一类是通用仪器通用仪器，用于状态诊断的测量与分析仪器。譬如：信号记录仪，信号分析仪，传递函数分析仪等。机械故障诊断学机械故障诊断学由“设备监测技术”和“精密诊断技术”这大类技术就构成 了新日铁的“设备状态诊断系统”如图2所示。机械故障诊断学机械故障诊断学三、振动测量在机器状态监测中的应用三、振动测量在机器状态监测中的应用1.测量方法的量化测量方法的量化 振动测量一台设计得很好的机器，它的固有振级也很低。但当机器磨损、基础下沉、部件变形时，机器的动态性能开始出
10、现各种细微的变化：轴变得不对中；部件开始磨损；转子变得不平衡；间隙增大轴变得不对中；部件开始磨损；转子变得不平衡；间隙增大。所有这些因素都在振动能量的增加上反映出来。从而，振动加剧常常是机器要出毛病的一种标志，而振动是可以从机器的外表面测到的。机械故障诊断学机械故障诊断学过去，设备工程师根据经验靠手摸、耳听来判断机器是否正过去，设备工程师根据经验靠手摸、耳听来判断机器是否正常或其故障是否在发展。但今天机器的转速很高，许多起警告性常或其故障是否在发展。但今天机器的转速很高，许多起警告性的振动出现在高频段，因此，只有用仪器才能检测出来。的振动出现在高频段，因此，只有用仪器才能检测出来。现代做法是：
11、现代做法是：在机器运行良好的状况下，具有一个典型的振级和频谱特征。在机器运行良好的状况下，具有一个典型的振级和频谱特征。而当机器的故障在发展的时候，机器的动态过程以及机器零件上而当机器的故障在发展的时候，机器的动态过程以及机器零件上的一些作用力也随着变化，从而影响机器的的一些作用力也随着变化，从而影响机器的振动能级和频谱振动能级和频谱的图的图形。通过这样的振动的测量和分析，我们可以知道机器的工作状形。通过这样的振动的测量和分析，我们可以知道机器的工作状态的变化以及是否需要维修。态的变化以及是否需要维修。机械故障诊断学机械故障诊断学振动测量用于机器状态监测值得注意的是：实际工作中，成功的例子开始
12、是在具有代表性的机组中采用实际工作中，成功的例子开始是在具有代表性的机组中采用不太昂贵的模拟式振动表和分析仪，并不是取决于大量投资去不太昂贵的模拟式振动表和分析仪，并不是取决于大量投资去配备带高级计算机的分析仪器。配备带高级计算机的分析仪器。只有当取得经验并计划扩充时，只有当取得经验并计划扩充时，就自然地发展为采用更快更强有力的仪器。就自然地发展为采用更快更强有力的仪器。2.2.测量仪器及测量系统测量仪器及测量系统 对振动进行周期监测的仪器系统按其复杂程度可分成三档：对振动进行周期监测的仪器系统按其复杂程度可分成三档：(1)(1)简单系统简单系统 最简单的系统是用一种直读式的袖珍振动表在一定的
13、频率范围最简单的系统是用一种直读式的袖珍振动表在一定的频率范围内去测量振动级别。把测量结果与通用标准或每台机器的专用参内去测量振动级别。把测量结果与通用标准或每台机器的专用参考值相比较。考值相比较。机械故障诊断学机械故障诊断学手持振动计手持振动计通常一个有经验的人员在用振动测量进行状态监测，一般配备一个高质量的手持振动计。在101000HZ或10 10000HZ的频率范围内能读出单一的振动加速度或速度的均方根值(RMS)或峰值。速度的RMS值可直接与标准的振动严重性评定值相比较，从而知道需要维修的程度。当然，宽频带振动计在早期故障检测、诊断及损坏预测方面是必须的，但其作用是有限的。机械故障诊断
14、学机械故障诊断学(2)(2)振动状态监测的系统振动状态监测的系统(a)频率分析的基本系统频率分析的基本系统 振动分析仪和振动能级记录仪（振动分析仪和振动能级记录仪（配置方式有很多配置方式有很多）投资少，适用于只有几十个测量点（不多），电池供电；投资少，适用于只有几十个测量点（不多），电池供电；能准确依次画出各监测点的窄带频谱图，每次测量和分析约能准确依次画出各监测点的窄带频谱图，每次测量和分析约需要几分钟。需要几分钟。把每个测量点的参考频谱记录下来并复制在透明的卡片上。把每个测量点的参考频谱记录下来并复制在透明的卡片上。以后取得的频谱放在参考频谱下面，两张卡片一对照立即可以后取得的频谱放在参考
15、频谱下面，两张卡片一对照立即可以找到差别所在。如果某一频率的振级增加就画出其振级以找到差别所在。如果某一频率的振级增加就画出其振级时时间曲线，从而可预测其发展趋势。间曲线，从而可预测其发展趋势。有些用户平时只进行有规律的简单宽带监视，当振级有明显变化时才应用频率分析。这种方式有助于故障发展的诊断而不能用于早期警告和趋势发展的规律分析。机械故障诊断学机械故障诊断学 (b)(b)先进的机器状态监测系统先进的机器状态监测系统 当有大量的机器测点需要监测时，采用更完善的系统是合理的。操作人员可用加速度计与数据采集器(或数据记录仪)把每一个测试点的振动信号直接记录下来。回设备科后，再送到计算机里，用软件
16、进行分析，这样做的优点是:速度快、扩大了仪器功能，改善了检测能力并降低了测量成本。机械故障诊断学机械故障诊断学 (3)(3)永久性的机器振动监测永久性的机器振动监测 上面提到的机器振动监测系统都是基于周期性的测量与校对。永久性监测首先应用于那些对生产过程起重要作用的单台设备，当机器出现突然变化时，能立即或在几分钟之内向控制室提出警告，以便在灾难性故障出现之前即采取有效措施。这种系统在发电、石油化工工业中用得很多，用来监视汽轮机、进料泵和压气机等设备。永久性状态监测系统的首要条件是要有高可靠性、长期的稳定性及抗恶劣环境及抗误报警的能力，坚固的机器设计、能在潮湿与有灰尘的条件下工作再加上例行环境试
17、验才能满足上述的严格要求。加速度计、电缆、接线盒等特别坚固的前线设备也需能在高温下工作。这种系统还包括一个自动测试系统，以便在事故报警时，操作人员立即核对哪些仪器的功能是正常的。四、故障诊断学的特点四、故障诊断学的特点从系统观点来看，故障包括两层含义:一是机械系统偏离正常功能，它的形成原因主要是因为机械系统的工作条件不正常而产生的，通过参数调节，或零部件修复又可恢复正常;二是功能失效，是指系统连续偏离正常功能，且其程度不断加剧，使机械设备基本功能不能保证，则称之为失效。机械故障诊断学机械故障诊断学1 1、故障的分类、故障的分类 故障的类型因故障性质、状态不同可以分类如下:按工作状态分有：问歇性
18、故障和永久性故障;按故障程度分有：局部功能失效和整体功能失效的故障;按故障形成速度分有：急剧性故障和渐进性故障;按故障程度及形成速度分有：突发性故障和缓变性故障;按故障形成的原因分有：操作或管理失误形成的故障和机器内在原因形成的故障;按故障形成的后果分有：危险的故障和非危险的故障;按故障形成的时间分有：早期故障，随时问变化的故障和随机性故障。这些故障类型是相互交义，随着故障的发展，可从一种类型转为另一种类型。机械故障诊断学机械故障诊断学2 2、故障诊断方法的分类、故障诊断方法的分类 由于目前人们对故障诊断的理解不同，各工程领域都有其各自的方法，概括起来有以下三方面:1 1）按诊断环境分有：）按
19、诊断环境分有：离线人工分析、诊断和在线计算机辅助监视诊断，二者要求有很大差别。2 2）按检测手段分）按检测手段分 a)a)振动检测诊断法振动检测诊断法。以机器振动作为信息源，在机器运行过程中，通过振动参数的变化特征判别机器的运行状态;b)b)噪声检测诊断法噪声检测诊断法。以机器运行中的噪声作为信息源，在机器运行过程中，通过噪声参数的变化特征判别机器的运行状态，但易受环境噪声影响;机械故障诊断学机械故障诊断学 c)c)温度检测诊断法温度检测诊断法。以可观测的温度作为信息源，在机器运行过程中，通过温度参数的变化特征判别机器的运行状态;d)d)压力检测诊断法压力检测诊断法。以机械系统中的气体、液体的
20、压力作为信息源，在机器运行过程中，通过压力参数的变化特征判别机器的运行状态;e)e)声发射检测诊断法声发射检测诊断法。金属零件在磨损，变形，破裂过程中产生弹性波，以此弹性波为信息源，在机器运行过程中，分析弹性波的频率变化特征判别机器的运行状态;f)f)润滑油或冷却液中金属含量分析诊断法润滑油或冷却液中金属含量分析诊断法。在机器运行过程中，以润滑油或冷却液中金属含量的变化，判别机器的运行状态;g)g)金相分析诊断法金相分析诊断法。某些运动的零件，通过对其表面层金属显微组织，残余应力，裂纹及物理性质进行检查，研究变化特征，判别机器设备存在的故障及形成原因。机械故障诊断学机械故障诊断学3 3）按诊断
21、方法原理分）按诊断方法原理分a)a)频域诊断法频域诊断法。应用频谱分析技术，根据频谱特征的变化判别机器的运行状态及故障;b)b)时域分析法时域分析法。应用时问序列模型及其有关的特性函数，判别机器的工况状态的变化;c)c)统计分析法统计分析法。应用概率统计模型及其有关的特性函数，实现工况状态监视与故障诊断;d)d)信息理论分析法信息理论分析法。应用信息理论建立的特性函数，进行工况状态分析与故障诊断;e)e)模式识别法模式识别法。提取对工况状态反应敏感的特征量构成模式矢量，设计合适的分类器，判别工况状态;f)f)其它人工智能方法其它人工智能方法。如人工神经网络，专家系统等新发展的研究领域。上述方法
22、是从应用方面考虑，就学科角度而言，它们是交义的，例如许多统计方法都包括在统计模式识别范畴之内。机械故障诊断学机械故障诊断学3 3 机械系统故障的特点机械系统故障的特点 由于机械系统是一个动态随机过程，其故障有下述两个特点:(1)(1)机械运行过程是动态过程，其本质是随机过程。机械运行过程是动态过程，其本质是随机过程。此处随机一词包括两层含义:一是在不同时刻的观测数据是不可重复的。说现时刻机器的工作状态和过去某时刻没有变化只能理解为其观测值在统计意义上没有显著差别;二是表征机器工况状态的特征值不是不变的，而是在一定范围内变化。即使同型号机械设备山于装配、安装及工作条件上的差异，也往往导至机器的工
23、况状态及故障模式改变。因此，研究工况状态必须遵循随机过程的基本原理。机械故障诊断学机械故障诊断学 (2)从系统特性来看，除了前述诸如连续性、离散性、问歇性、缓变性、突发性、随机性、趋势性和模糊性等一般特性外，机械设备都是山成百上千个零部件装备而成，零部件问相互藕合，这就决定了机械设备故障的多层次性，一种故障可能山多层次故障原因所构成。故障与现象之问没有简单的对应关系，上述所列举的故障诊断方法，山于只从某一个侧面去分析而作出判断，因而很难作出正确的决策的。因此，故障诊断应该从随机过程出发，运用各种现代化科学分析工具，综合判断机械的故障现象属性、形成及其发展。机械故障诊断学机械故障诊断学4 4 故
24、障诊断学的研究目的和研究范围故障诊断学的研究目的和研究范围 从系统分析观点出发，工况监视与故障诊断可以理解为识别机械设备运行状态的科学，也就是说利用上述检测方法和监视诊断手，从所检测的信息特征判别系统的工况状态。最终目的是提高设备效率、运行可靠性、分析故障形成原因，以防患于未然。它是大型机械设备安全可靠运行的关键技术之一，也是各种自动化系统及一般机械系统提高效率和可靠性，进行预知维修及预知管理的基础。机械故障诊断学机械故障诊断学 工况监视与故障诊断不是等同的概念，而又统一于动态系统之中，工况监视的任务是判别动态系统的是否偏离正常功能，监视其发展趋势，顶防突发性故障产生。一旦偏离正常功能，应迅速
25、作出调正，使工况恢复到正常，如果系统某个环节存在故障，就要进一步查明故障原因及其部位，这就是诊断。因此，工况监视是故障诊断的基础。综上所述，工况监视与故障诊断是一门综合性很强的技术领域，它涉及计算机软硬件、传感器与检测技术、信号分析与数据处理、顶测顶报、自动控制、系统辨识、人工智能、力学、数学及振动工程和机械工程等领域。机械故障诊断学机械故障诊断学五、故障诊断技术的发展概况五、故障诊断技术的发展概况 故障诊断技术是现代化生产发展的产物，早在60年代末。美国国家宇航局创立美国机械故障顶防小组，英国成立了机械保健中心。山于诊断技术所产生的巨大的经济效益，从而得到迅速的发展。这一领域监视诊断技术的发
26、展情况可从两方面来说明:1 1 监视诊断技术的发展监视诊断技术的发展 目前所采用的监视诊断技术可以概括为三类:1）以检测仪表为主体的监视装置 我国目前许多引进的大型设备都配备了这种装置，如本特利公司7200,9000,3300系列等。它的主要构成部件是传感器和指示仪表箱，有用于测温度的，但大多数是用于测振动和位移，只能显示振动峰峰值。机械故障诊断学机械故障诊断学其主要缺点在于:a)检测信号是随机的，幅值并不能全面地表达动态过程的特性;b)往往只能显示振动通频幅值，而有时分频或倍频幅值更重要;c)没有记录振动信号趋势功能，这在判别故障原因时是十分重要的;d)读数式检测仪表本身并无分析功能，需依赖
27、于人的经验判断。机械故障诊断学机械故障诊断学(2)检测仪表配备软硬件分析装置这种系统是第一种装置的改进与补充，所用的装置主要是频谱分析仪，也有的分析功能是用计算机软件去实现，但也仍存在以下缺点:a)分析装置只是一种工具，不能自动判断，诊断决策仍需依赖于领域专家;b)不能连续地自动分析，容易丢失故障信息，不能顶防突发性故障;c)大型机械设备的结构复杂，故障与症兆之问并无简单的一一对应的因果关系，难免有误诊。机械故障诊断学机械故障诊断学（3）计算机辅助监视与诊断系统这种系统主要结构是由传感器，接口装置及计算机组成。其中接口装置具有电平转换，采样，存贮等功能。它可以实时监视和自动诊断，对防止突发性故
28、障有利，是工况监视与故障诊断技术的主要发展领域。但目前的水平主要是计算机辅助监视与诊断系统，还不能真正达到自动诊断的水平。国内外都有这种系统的开发与应用，但仍无成熟商品，除了技术成熟性不足之外，主要原因还是山于大型机械设备故障诊断的针对性很强。因此，计算机辅助监视与诊断系统今后发展方向主要是减少人工干顶、提高自动化及自适应能力的多层次的人工智能诊断系统发展。机械故障诊断学机械故障诊断学2 人工智能在故障诊断应用中的发展 人工智能的研究起源于50年代，开始是以游戏，博弈为对象。60代前后应用了启发式技术和一般问题求解方法，1964年Lederberg等开发了解决分了结构解释问题的DENDRAL系
29、统、1972年Minsky砂和McCarthy勺解决医生对感染性疾病诊断的MYCIN系统、1976年Duda和Hart研制了地质探矿PROSPECTOR系统等。这些系统在知识表达、逻辑推理等基本问题作出了贡献，为专家诊断系统的发展奠定了基础。机械故障诊断学机械故障诊断学70年代末起，专家系统开始用于工程领域。推理技术，知识获取，自然语言理解和机器视觉都成为研究的主流，并开始了不确定性推理，非单调推理，定性推理的研究，知识获取及自学习问题，特别引人注目。这时的研究思路是以基于知识为核心，从总体出发，自上而下。反映在诊断策略上，是建立某种故障模型进行求解，其缺点是知识对环境的适应能力差，知识空问庞
30、大，对问题求解带来了困难。85年之后，出现了一种基于行为的研究思路，即自下而上以对象的实际行为为基础的人工智能法。机械故障诊断学机械故障诊断学六、计算机辅助监视诊断系统的主要环节六、计算机辅助监视诊断系统的主要环节 计算机辅助监视诊断系统的主要环节如图所示。计算机辅助监视诊断系统的主要环节如图所示。机械故障诊断学机械故障诊断学1 1 信号的在线检测信号的在线检测 它必须满足两方面的要求。一是在线(On-line)，它是针对系统而言，对于连续运行的机械设备是指机器运行过程中的检测，是在生产线上的进行，故属于在线检测。有些机械设备的运动，既有连续，又有中断，例如机床加工一个零件可看成是一个系统，则
31、切削、换刀、上下料和测量都是系统的组成环节，但除了切削之外，在进行其它环节时，机床并不运动，刀具也不加工，但都属于系统的组成部分，故仍属在线;二是动态过程具有多方面的信息，没有必要都检测，所选择的信号及其在机器上的部位都要能敏感地反映工况特征信息的变化。机械故障诊断学机械故障诊断学2 2 信号的特征的分析信号的特征的分析 鉴于直接检测信号大都是随机信号，它包括了大量的与故障鉴于直接检测信号大都是随机信号，它包括了大量的与故障无关的的信息，一般不宜于用作判别量。需要用现代信号分析和无关的的信息，一般不宜于用作判别量。需要用现代信号分析和数据处理方法把直接检测信号转换为能表达工况状态的特征量。数据
32、处理方法把直接检测信号转换为能表达工况状态的特征量。对于某些具有规律的信号，也可从波形结构上对于某些具有规律的信号，也可从波形结构上提取特征量提取特征量。特征分析的目的特征分析的目的是用各种信号处理方法作为工具，找到工况是用各种信号处理方法作为工具，找到工况状态与特征量的关系，把反映故障的特征信息和与故障无关的特状态与特征量的关系，把反映故障的特征信息和与故障无关的特征信息分离开来，达到征信息分离开来，达到去伪存真去伪存真的目的。的目的。因此，信号处理是特征分析的一种工具，但不是唯一的工具。因此，信号处理是特征分析的一种工具，但不是唯一的工具。用作特征分析的方法有频域分析，时域分析，统计分析，
33、小波分用作特征分析的方法有频域分析，时域分析，统计分析，小波分析及波形结构分析等等。析及波形结构分析等等。机械故障诊断学机械故障诊断学3 3 特征量的选择特征量的选择 用上述方法可以得到很多可表达系统动态行为的特征量，但没有必要都用来判别工况状态。因为实际生产中，各个特征量对工况状态变化的敏感程度不同，应当选择敏感性强，规律性好的特征量，达到去粗取精的目的。只有选择对具体机器最敏感的特征量，才能加强监视诊断的针对性，提高诊断的准确性。特征量的选择还要考虑判别的实时性，要求计算简单，如能在一定程度上表达工况状态的物理含义，就更有利于对工况状态变化原因的分析。用模式识别方法进行状态分类时，特征量的
34、数量以23个为宜。特征量太少，误判率大，而特征量太多，又使得判别函数复杂，计算量大，实时性差，且误判率并不因特征量的数量增多而单调地减少。机械故障诊断学机械故障诊断学4 4 工况状态识别工况状态识别 工况状态识别就是状态分类问题，分类与诊断往往是一个概念，此处从生产过程不同的目的考虑，把分类分成监视与诊断两个问题，工况监视的目的是区分工况状态是正常还是异常，或者那一部分不正常，便于进行运行管理，强调在线和实时性。5 5 故障诊断故障诊断 故障诊断首先需根据监视系统提供的信息，对当前工况状态及其发展趋势作出确切的判断。故障诊断主要任务是针对异常工况，查明故障部位、性质、程度以及发展趋势，这就不仅
35、需要根据当前机组的实际运行工况，而且还需要考虑机组的历史资料及领域专家的知识作出精确诊断。诊断和监视不同之处是诊断精度放在第一位，而实时性是第二位。机械故障诊断学机械故障诊断学 在以后的讲座中，将主要就上述五方面进行阐述，并介绍旋在以后的讲座中，将主要就上述五方面进行阐述，并介绍旋转机械和机械制造过程这两种典型机械的故障诊断原理和方法。转机械和机械制造过程这两种典型机械的故障诊断原理和方法。主要参考文献：主要参考文献：1 1 钟秉林，黄仁、贾民平等，机械故障诊断学，北京钟秉林，黄仁、贾民平等，机械故障诊断学，北京:机械工业机械工业出版社，出版社，19971997年年1212月月2 2 陈克兴，李川奇，设备状态监测与故障诊断技术，北京陈克兴，李川奇，设备状态监测与故障诊断技术，北京:科学科学技术文献出版社，技术文献出版社，1991 1991 年年8 8月月3 3 丁玉兰丁玉兰 石来德，机械设备故障诊断技术，上海：上海科学技石来德，机械设备故障诊断技术，上海：上海科学技术出版社，术出版社，1993.41993.4机械故障诊断学机械故障诊断学
