第一章-机械故障诊断的基本原理.ppt

第一节 故障特征参量 式中 F －某种故障类型 ； －各种特征参量或故障原因 对于同一种故障类型，当它们发生在不 同的机械系统上时，其故障特征参量也不 同，因此，在确定某种故障的特征参量 时，应结合具体的系统进行。 二、故障特征参量的选取原则 1、高度敏感性 机械系统状态的微弱变化应引起故障特征参量的较大变化。 2、高度可靠性 故障特征参量是依赖于机械系统的状态变化而变化的，如果把故障特征参量取作应变量，系统状态取作自变量，则故障持征参量应是系统状态这个自变量的单值函数。 3、实用性（或可实现性） 故障特征参量应是便于检测的，如果某个物理参量虽对某种故障足够灵敏，但这个参量不易获得(经济的、技术方面的考虑)，那么这个物理参量也不便用作故障特征参量。 第二节 机械故障诊断的一般思维方法 与传统的诊断手段相对应的识别理论只能借助形式逻辑进行一些简单的推理；而与现代诊断技术相对应，则有故障树分析、模式识别以及模糊诊断等多种识别理论。 可把故障诊断过程划分为以下五个步骤： ① 调研考察，得出故障现象； ② 假设原因； ③ 由假设原因推断出应有的结果； ④ 将推断结果与考察所得的现象进行比较； ⑤ 得出假设成立与否的结论，如果原假设不成立，则需另立假设。 首先确定可能的原因或结果 从可能的原因或结果中进行比较删除虚假成 分，找出真正的原因或结果。 3．逻辑推理方法 (1)契合法(求同法) (3)契合差异并用法(求同求异法) (4)共变法 (5)剩余法 二、故障树分析法(FTA) 故障树分析法(FTA，Fault Tree Analysis)，简称FTA，是一种将系统故障形成的原因由总体至局部按树状结构进行逐级细化的分析方法，是一种针对某个特定的不希望发生的事件的由果到因的演绎推理方法。 把最不希望发生的事件(或系统故障事件)称为顶事件，无需再深究的事件(形成系统故障的基本事件)称为底事件，或称为初始事件，介于顶事件与底事件之间的一切事件都称为中间事件。 凡是能产生故障事件的元件、子系统、设备、人和环境条件，在故障树中都定义为部件。 部件的故障按其产生的原因分为三类： ①由于系统元件的内在原因而产生的直接故障； ②由于外部原因、环境恶化等造成的系统元件的间接故障； ③由于其他不明原因(尚需进一步分析)而产生的故障，也称为受控失效。 3．故障树分析的步骤 6．故障树与结构函数 故障树的简化 在分析系统故障时，最初建立的故障 树往往并不是最简的，可以对它进行简化。 最经常采用的简化方法是借助逻辑代数的 逻辑法则进行简化。 (1)基本逻辑关系 两个变量逻辑运算的真值表 Exp.张三：“今天肯定不点名，如果点名我就宴请全寝室同学。” 点名 宴请全寝室 真话 逻辑运算的基本法则 8 故障树的定性分析 目的:为了找出导致顶事件发生的所有可能的故障模式，即弄清系统(或设备)出现某种最不希望发生的事件(故障)有多少种可能性。 故障树定性分析的主要任务就在于寻找并确定系统的最小割集。 T ↓ b c 9．故障树的定量分析 故障树的定量分析：就是以故障树为基础，分析系统故障的发生概率以及各底事件的重要程度，包括结构重要度、概率重要度和关键性重要度等三个不同含义的定量指标。 对右图所示的故障 树，令底事件x1，x2， x3，x4的发生概率分 别为P1＝0.01， P2＝0.005， P3＝0.02， P4＝0.03。 求系统(顶事件)故障 发生的概率。 各最小割集间看作相 斥事件，于是 (3)事件的重要度计算 在顶事件的发生中由于底事件的发生所作的贡献，或者说各个底事件(或各最小割集)对顶事件发生的影响称为底事件(或最小割集)的重要度。 研究事件重要度对改善系统设计、提高系统的可靠性或确定故障监测的部位、制定系统故障诊断方案、减小排除故障的时间等具有重要意义。 ① 结构重要度 某个底事件的结构重要度，是在不考虑其发生概率值的情况下，观察故障树的结构，以决定该事件的位置重要程度。 对底事件1，首先找出底事件1和顶事件同 时发生的集合，再找出底事件1不发生而顶事 件发生的集合。 ② 概率重要度 底事件xi发生概率的变化引起顶事件发生概率的变化程度定义为该底事件的概率重要度，记作 Ig(i ) ，其数学表达式为 （1001） （1010） （1110） 把底事件看成相互独立，各事件组合看成相斥 ③关键重要度 底事件xi发生