震动故障及模糊模糊诊断方法-振动故障模糊诊断方法的研究.pdf
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振动故障模糊诊断方法的研究
华北电力科学研究院 阮 跃
摘 要 在建立故障机理研究和故障诊断的数学模型的基础上, 分析了振动故障模糊诊断方法存在的问题。根据征
兆对故障的肯定和否定程度, 提出了模糊筛选矩阵, 建立了反映故障诊断本质的数学模型。
关键词: 振动故障 模糊诊断 数学模型
中国图书资料分类法分类号:
TK
268
振动故障是机械设备最常见的故障。总的
来看, 振动故障的诊断方法比较多, 目前主要有
Sohre 的故障症状与状态表和白木万博的得分
法、频率分类诊断方法、概率统计诊断方法、模
糊诊断方法、专家系统和神经网络诊断方法等,
使用较多的是模糊诊断方法和人工智能专家系
统诊断方法, 并且模糊诊断方法对数据的处理
方式经常被其它诊断方法所采用。模糊诊断方
法主要是模糊综合评判, 即利用模糊关系矩阵,
通过模糊变换, 从征兆来判断故障。虽然模糊诊
断方法的提出已有十几年的历史
[ 1]
, 但由于对
模糊诊断方法的理论缺乏深入研究, 从实践来
看, 得到的诊断结果通常是几种故障的隶属度
既不很大, 也不很小, 差别不大, 使现场人员无
所适从, 因此, 这种诊断方法并没有取得预期的
效果, 是不成功的。
对故障的因果关系作出正确分析是进行故
障诊断的基础。研究故障的因果关系可以从故
障机理和故障诊断两个方向进行。对于单一类
型的振动故障, 可以根据故障机理分析, 找出该
故障发生时的各种振动特征, 这是从已知故障
到征兆, 由因求果的研究方法, 是正问题求解过
程。而在诊断故障时, 人们根据所获得的各种振
动特征, 去反推可能是何种故障, 这是从已知征
兆到故障, 由果求因的研究方法, 是反问题求解
收稿日期: 1997-11-30
阮 跃, 男, 1965 年生, 1997 年于哈尔滨 工业大学 获博士
学位。北京英华达公司, 100045.
过程。通常求解反问题比求解正问题更加困难,
这是因为求解正问题时可以进行各种故障模型
的试验, 而在求解反问题时, 由于故障与征兆之
间并不存在一一对应的关系, 一个征兆可能对
应若干故障, 并且同一故障在不同情况下表现
的征兆不完全相同, 因此难以确定征兆与故障
之间的关系
[ 2]
。
1 正问题求解的数学模型
设故障的原因集合为 U = { u1, u2 , …, um } ,
征兆集合为
V
= {
v
1,
v
2 , …,
v
n } , 建立由故障原
因到故障征兆的模糊关系矩阵 R1
R
1
=
e11 e21 … en1
e1m e2m … enm
, ( 1)
其中
e
ij (
i
= 1, 2, …,
n
;
j
= 1, 2, …,
m
) 表示征兆
vi 与故障原因 uj 的相关系数, 它是根据故障机
理研究和统计分析确定的。
假设已知故障的原因集合的隶属度为 A =
{
u1 ,
u2 , …,
um } , 利用模糊关 系矩阵
R
1 和模
糊向量 A 作模糊变换, 得到模糊向量 C
C
=
A
·
R
1= {
c
1 ,
c
2, …,
c
n } , ( 2)
其中
c
i(
i
= 1, 2, …,
n
) 表示故障征兆
v
i 出现的
隶属度。
2 反问题求解的数学模型
同样设故障的原因集合为 U = { u1, u2 , …
u
m
} , 征兆集合为 V = { v
1
, v
2
, …v
n
} , 建立由故障
征兆到故障原因的模糊关系矩阵 R
2
,
第 14 卷第 4 期 电 站 系 统 工 程 Vol. 14 No. 4
1998 年 7 月 Po wer System Engineer ing Jul. 1998
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