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電子機械故障診斷中的技術和方法分析

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1、電子機械故障診斷中的技術和方法分析   這篇電子工程師職稱論文發(fā)表了電子機械故障診斷中的技術和方法分析,隨著科技的進步,電子機械設備得到了前所未有的發(fā)展,電子機械的和核心是結(jié)構(gòu)設計和機械制造,隨著機械設備加工的精度提升和加工效率提升,機械設備的故障也在不斷攀升,論文探討了如何利用現(xiàn)代故障診斷技術建立設備故障預警制度解決難題。   關鍵詞:電子工程師職稱論文,機械,診斷;技術   在電子機械設備故障診斷過程中,診斷對象的故障過程是復雜多變的,在故障發(fā)展過程中,由于引起故障的因素在性質(zhì)、特點及作用方式上是不同的,機械

2、功能狀況和所受損害的具體情況也不同,使得故障征兆和演變具有不同形式,診斷中往往難以迅速準確地認識故障的性質(zhì),導致誤診。   1 電子機械概述   電子機械主要是以研究電子信息設備與電子系統(tǒng)的機械與結(jié)構(gòu)的設計與制造為核心的,努力提高設備或系統(tǒng)在不同的復雜環(huán)境中的電性能。我國工業(yè)與電子裝備發(fā)展過程已經(jīng)超過40年,在電子設備的設計和制造商處于世界前列,但是也必須認識到先進的電子機械,不僅取決于電子設備的可靠性,也與結(jié)構(gòu)與工藝密不可分。電氣設計、結(jié)構(gòu)設計及制造工藝在電子裝備中有融為一體的發(fā)展態(tài)勢,當今的電子機械工程就是應這種趨勢而產(chǎn)生的新興學科,國內(nèi)很多高校也設立了電子機械專業(yè)

3、。電子機械同以往的普通機械相比,有其自身的特性:從目的上來說,電子機械旨在于提高電子設備的電氣性能系統(tǒng);從實現(xiàn)手段上來說,電子機械主要通過在機械中加入電子信息技術等來實現(xiàn)電子設備的性能;從機電一體化的載體方面來說,電子機械是電子系統(tǒng),常規(guī)機械是機械結(jié)構(gòu)系統(tǒng);從電子系統(tǒng)對機械的重要性來說,機電一體化對電子設備至關重要。   2 電子機械故障診斷技術分析   所謂電子機械設備故障,就是指機械系統(tǒng)已偏離其設備狀態(tài)而喪失部分或全部功能的現(xiàn)象。如某些零件或部件損壞,致使工作能力喪失;發(fā)動機功率降低;傳動系統(tǒng)失去平衡和噪聲增大;工作機構(gòu)的工作能力下降;燃料和潤滑油的消耗增加等,當其

4、超出了規(guī)定的指標時,均屬于機械故障。電子機械故障診斷技術主要有以下幾種:   2.1 基于小波分析的故障診斷方法   小波變換是一種新的變換分析方法,它繼承和發(fā)展了短時傅立葉變換局部化的思想,同時又克服了窗口大小不隨頻率變化等缺點,能夠提供一個隨頻率改變的"時間-頻率";窗口,是進行信號時頻分析和處理的理想工具?;谛〔ǚ治鲋苯舆M行故障診斷是屬于故障診斷方法中的信號處理法。這一方法的優(yōu)點是可以回避被診斷對象的數(shù)學模型,這對于那些難以建立解析數(shù)學模型的診斷對象是非常有用的。具體可分為以下4種方法: ①利用小波變換檢測信號突變的故障方法連續(xù)小波變換能夠通過多尺度分析提取信號

5、的奇異點。其基本原理是利用信號在奇異點附近的Lipschitz指數(shù)。Lipschitz指數(shù)時,其連續(xù)小波變換的模極大值隨尺度的增大而增大;當時,則隨尺度的增大而減小。   噪聲對應的Lipschitz指數(shù)遠小于0,而信號邊沿對應的Lipschitz指數(shù)大于或等于0。因此,可以利用小波變換區(qū)分噪聲和信號邊沿,有效地檢測出強噪聲背景下的信號邊沿(援變或突變)。因此,利用小波變換可以區(qū)分噪聲和信號邊沿,有效地檢測出強噪聲背景下的信號邊沿奇變。動態(tài)系統(tǒng)的故障通常會導致系統(tǒng)的觀測信號發(fā)生奇異變化,可以直接利用小波變換檢測觀測信號的奇異點,從而實現(xiàn)對系統(tǒng)故障的檢測。   除此之外,

6、小波變換可以看作一個帶通濾波器,從而可以對信號進行濾波。近年來,已經(jīng)出現(xiàn)了很多基于小波變換的去噪方法。Mallat提出了通過尋找小波變換系數(shù)中的局部極大值點,并據(jù)此重構(gòu)信號,可以很好地逼近未被噪聲污染前的信號。Donoho也提出了一種新的基于閾值處理思想的小波去噪技術。利用去噪后的信號可以直接對系統(tǒng)進行故障診斷,也可利用此信號進行殘差分析。通過去噪獲得系統(tǒng)輸出信號來進行故障診斷,方法上比較簡單,但對故障的判斷受限于觀測人員自身的經(jīng)驗。   2.2 光學檢測技術   由于故障診斷資料不足,對故障的認識受到較大限制,給明確診斷帶來困難,有時所懷疑的故障的一般規(guī)律與故障征兆不

7、完全相符,另外排除了一種故障的可能,因此故障診斷的推理過程往往也是模糊的,具有一定程度的不確定性。近年來,光學技術得到了快速的發(fā)展并被應用到工業(yè)領域,例如在數(shù)控機床中光柵系統(tǒng)的應用。   光柵測量是利用光的衍射原理,通過疊放的光柵的相對運動,產(chǎn)生與之同步移動的莫爾條紋信號,然后通過讀數(shù)頭與后續(xù)電路,將導軌、工作臺的位置等信號轉(zhuǎn)變成信號讀出來,其讀數(shù)分辨率可達5nm。當兩塊相同的長光柵跌合,如果柵線的夾角很小時,莫爾條紋的方向與光柵條紋方向近似垂直。光柵盤上黑白刻線的相對移動,會產(chǎn)生光強度周期性變化,此光信號經(jīng)光電池轉(zhuǎn)換成為周期性的電信號,對電信號進行分析處理,就可獲得光柵相對移動的

8、位移量。   2.3 人工智能診斷   機電設備在運行時均會產(chǎn)生物理變化或者化學性能的轉(zhuǎn)化,這樣勢必會造成設備的外在形態(tài)的改變,如溫度升高、電壓電流以及功率的變化等,檢測人員可以通過對設備的這些參數(shù)變化的分析來了解設備的運行狀況。故障診斷技術就是依照不同參數(shù)的不同變化規(guī)律,而預判斷設備是否出現(xiàn)故障及出現(xiàn)故障的具體位置,以便及時采取科學有效的措施,防止出現(xiàn)不必要的損失,提高了設備運行效率和安全性。近年來,人工智能和計算機技術迅速發(fā)展,在機械診斷中的運用也越來越廣泛。例如,用于大機組和燃氣輪機的診斷專家系統(tǒng)、采用概率神經(jīng)網(wǎng)絡、自組織映象和徑向基函數(shù)網(wǎng)絡等的智能診斷神經(jīng)網(wǎng)絡等

9、。Zadeh曾將專家系統(tǒng)、模糊集合、神經(jīng)網(wǎng)絡、概率計算和遺傳算法統(tǒng)稱為軟計算。將軟計算中各種方法集成,形成各種類型的混合系統(tǒng),如用于診斷的模糊專家系統(tǒng)、模糊神經(jīng)網(wǎng)絡等,使各種方法互相取長補短,相輔相成,是一種值得關注的動向。   結(jié)束語   電子機械設備一旦由于故障,機械性能降低,無法正常運轉(zhuǎn),從而影響到生產(chǎn)效率。而受到摩擦、外力、應力以及化學反應的影響,現(xiàn)代機械的零部件會出現(xiàn)磨損、腐蝕、斷裂等情況,致使機械產(chǎn)生故障而無法運行,只有采取積極的防御措施,進行及時的修理,能夠有效的避免機械故障的產(chǎn)生。   參考文獻   [1]李德軍.20t蒸汽鍋爐及

10、輔機常見機械故障及處理方法[J].科技資訊,2012,11(15);11-12.   [2]杜爽.淺談鍋爐轉(zhuǎn)動機械運行故障的判斷及分析處理方法[J].黑龍江科技信息,2011,14(13);24-25.   [3]徐堅.電動機常見機械故障的維護與檢修[J].科技創(chuàng)業(yè)家,2013(3):97.   [4]曾令勇.對電動機機械故障檢修的探討[J].農(nóng)機使用與維修,2011(2):46-47.   [5]孫翔飛,趙玉亮.我國電子機械技術的新型特點及其應用分析[J].哈爾濱工業(yè)大學學報,2010(4).   推薦閱讀:《電子設計技術》EDNChina(月刊)曾用刊名:電子設計技術EDNCHINA,1994年創(chuàng)刊,辦刊宗旨:成為中國電子設計業(yè)主導刊物,讀者:電子設計業(yè)工程師及技術管理人員。

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