《动车组检测与故障诊断技术》教学课件—05故障诊断技术.pdfVIP

第5章故障诊断技术

5.1故障诊断概述

■5.1.1故障诊断方法的分类

■（1）基于信号处理的方法

■（2）基于解析模型的方法

■（3基于知识的故障诊断方法

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1.基于信号处理的方法

■所谓基于信号处理的方法，通常是利用信

号模型，如相关函数、频谱、小波变换等，

直接分析可测信号，提取诸如方差、幅值、

频率等特征值，从而检测出故障。

■基于信号处理的方法主要有：

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（1）小波变换方法

■小波变换是一种时－频分析方法。

■故障诊断时，对采集的信号进行小波变换，

在变换后的信号中除去由于输入变化引起的

奇异点，剩下的奇异点即为系统发生的故障

点。

■基于小波变换的方法可以区分信号的突变和

噪声，故障检测灵敏准确，克服噪声能力强。

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（2）主元分析方法

■主元分析是一种有效的数据压缩和提取方法，

该方法可以实现在线实时诊断。

■主元分析用于故障诊断的基本思想是：对过

程的历史数据采用主元分析方法建立正常情

况下的主元模型，一旦实测信号与主元模型

发生冲突，就可判断故障发生，通过数据分

析可以分离出故障。

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（3）利用δ算子的故障诊断

■利用δ算子的故障诊断是基于算子构造

Hilbert空间的最小二乘投影向量集，推导

出完整的格形滤波器作为故障检测滤波器，

用δ算子描述的后向预测误差向量的首位元

素作为残差，并采用自适应噪声抵消技术使

残差对故障敏感。

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2、基于解析模型的方法

■基于解析模型的方法是在明了诊断对象数学

模型的基础上，按一定的数学方法对被测信

息进行诊断处理，可分为状态估计法和参数

估计法。

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3、基于知识的故障诊断方法

■近年来，人工智能及计算机技术的发展，为

故障诊断技术提供了新的理论基础，产生了

基于知识的诊断方法，此方法由于不需要对

象的精确数学模型，而且具有智能特性。基

于知识的故障诊断方法有：

■专家系统故障诊断方法、模糊故障诊断方法、

故障树故障诊断方法、神经网络故障诊断方

法、信息融合故障诊断方法。

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5.1.2故障诊断的知识构成

■知识是以各种方式把多个信息关联在一起的

信息结构．是人类在长期的生产和实践活动

中所积累的认识和经验的总结．研究知识的

构成实质上是对知识进行分类处理和合理的

形式化描述．

■诊断知识具体可分为：故障征兆、背景知识、

经验知识、模型知识、过程知识、决策知识

和控制知识．

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■1.故障征兆

■故障征兆属于事实性知识，它是对故障各

种特征属性值表现为异常时的一种定性或定量

描述．

■2．背景知识

■背景知识分为两类：

■(1)第1类背景知识主要是指来自理论分析、

故障机理研究、模型实验的实测数据、故障可

能引起