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1、電子機械故障診斷技術(shù)分析隨著我國經(jīng)濟不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù) 不斷的進步，我國的電子機械設(shè)備應(yīng)用也得到了前所未有的發(fā)展，無論是在加工精度、還是加工效率方面都取得了令人矚目的成績。但是，隨著機械設(shè)備加工精度的提升和加工效率的加快，機械設(shè)備的突發(fā)故障也在不斷攀升。機械設(shè)備在高速的運轉(zhuǎn)和工作下容易發(fā)生故障，一旦發(fā)生故障其損失巨大，不但維修費用高，而且維修周期也很長，一直是困擾企業(yè)的突出問題。如何應(yīng)用現(xiàn)代故障診斷技術(shù)建立設(shè)備故障預(yù)警制度，是目前亟待解決的難題。在電子機械設(shè)備故障診斷過程中，診斷對象的故障過程是復(fù)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，機械功能狀況和所受

2、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(zhǔn)確地認(rèn)識故障的性質(zhì)，導(dǎo)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(shè)備與電子系統(tǒng)的機械與結(jié)構(gòu)的設(shè)計與制造為核心的，努力提高設(shè)備或系統(tǒng)在不同的復(fù)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(shè)備的設(shè)計和制造商處于世界前列，但是也必須認(rèn)識到先進的電子機械，不僅取決于電子設(shè)備的可靠性，也與結(jié)構(gòu)與工藝密不可分。電氣設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)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(dāng)今的電子機械工程 就是應(yīng)這種趨勢而產(chǎn)生的新興學(xué)科，國內(nèi)很多高校也設(shè)立了電子機械專業(yè)。電子機械同以往的普通機械相比，有其自身的特性：

3、從目的上來說，電子機械旨在于提高電子設(shè)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(shù)等來實現(xiàn)電子設(shè)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(shè)備至關(guān)重要。2 電子機械故障診斷技術(shù)分析所謂電子機械設(shè)備故障，就是指機械系統(tǒng)已偏離其設(shè)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(dāng)其超出了規(guī)定的指標(biāo)時，均屬于機械故障。電子機械故障診斷技術(shù)主要有以下幾種：2.1 基

4、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。基于小波分析直接進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(xué) 模型，這對于那些難以建立解析數(shù)學(xué)模型的診斷對象是非常有用的。具體可分為以下4種方法： 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

5、隨尺度的增大而增大;當(dāng)時，則隨尺度的增大而減小。噪聲對應(yīng)的Lipschitz指數(shù)遠小于0，而信號邊沿對應(yīng)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(dǎo)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，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

6、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(shù)。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(xué)檢測技術(shù)由于故障診斷資料不足，對故障的認(rèn)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(xué)技術(shù)得到了快速的發(fā)展并被應(yīng)用到工業(yè)領(lǐng)域，例如在數(shù)控機床中光柵系統(tǒng)的應(yīng)用。光柵測量

7、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(dǎo)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(dāng)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位移量。2.3 人工智能 診斷機電設(shè)備在運行時均會產(chǎn)生物理變化或者化學(xué) 性能的轉(zhuǎn)化，這樣勢必會造成設(shè)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(shè)備的這些參數(shù)變化的分析來了解設(shè)

8、備的運行狀況。故障診斷技術(shù)就是依照不同參數(shù)的不同變化規(guī)律，而預(yù)判斷設(shè)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(xué)有效的措施，防止出現(xiàn)不必要的損失，提高了設(shè)備運行效率和安全性。近年來，人工智能和計算機技術(shù)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(luò)、自組織映象和徑向基函數(shù)網(wǎng)絡(luò)等的智能診斷神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等。Zadeh曾將專家系統(tǒng)、模糊集合、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、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(luò)等，使各種方法互相取長補短，相輔相成，是一種值得關(guān)注的動向。結(jié)束語電子機械設(shè)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(yīng)力以及化學(xué)反應(yīng)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。