计算机对系统故障诊断实现

摘要：本文利用C++Builder6.0开发工具结合matlab工具箱，针对影响齿轮箱运转的重要部件——齿轮，运用计算机进行故障诊断系统的设计与开发。该系统首先对振动信号进行聚类，并采用关联维数为特征量，建立故障诊断专家系统，确保诊断结论的准确性和可靠性。
关键词：计算机 齿轮 故障诊断

1 数据采集系统

本文的数据采集部分采用的是高精度、高集成化的EDCS-4数据采集系统。该系统其由传感器、诊断仪、笔记本电脑和连接电缆组成。数据采集系统结构图如图1所示。■
数据采集系统实物图如图2所示。
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EDCS-4系统具有较高的信噪比和较强的抗干扰能力，在设计和使用上也有众多优点：采用外挂式设计，使计算机与诊断仪主机能够独立使用，保证软件系统能长久升级；模块化设计，可靠性高；操作方便，且数据直接进入笔记本计算机，无需进行二次数据传递；自带电池，便于携带和野外操作。

2 系统软件功能

该系统的主要功能包括信号聚类和故障诊断两大部分。其中，聚类是将采集到的大量数据信息通过SOM策略进行聚类，故障类型相同的信息聚为一类；而故障诊断过程是基于分形维数——关联维数来实现的。以关联维数为特征量，对仿真信号和实测信号进行诊断。并将齿轮的这几种实测信号状态作为典型状态，计算其在不同数据段下的关联维数，并计算待检测信号与齿轮各种状态之间的状态距离计算值。根据此状态距离的大小，最终确定齿轮的故障形式。

3 系统软件功能的实现

该系统的运转平台是Windows XP操作系统，系统启动时，会自动进行系统完整性检查，启动后的“主界面”如图3所示。
系统的“参数设置”界面包含大量与系统有关的参数，如分析段数、延时、嵌入维数、线性区域上下限等。
根据采集的信号信息，选取适当的分析段数、延时、嵌入维数等参数，进行“读数”，图形显示界面会显示振动信号时域波形。若参数选取不当，系统会给出相应的错误提示。进一计算机对系统故障诊断的实现由专注毕业论文与职称论文的www.udooo.com提供,转载请保留.步“试算”“终算关联积分”，计算结果浏览界面会显示对应各项的数据值，同时图形显示界面会显示关联积分和局部斜率图。再根据局部斜率图找出曲线的近似线性部分，根据其对应的横坐标数值设置线性区域上下限，再通过“计算关联维数及K熵”得到关联维数及K熵的计算结果。
最后根据各关联维数值，利用状态距离函数计算相应的状态距离数值。再根据此状态距离的大小，判断待检信号与已知信号的接近程度，从而最终对齿轮的故障类型给出定量诊断。
4 小结
本文主要介绍了系统的总体框架结构，详细说明了系统的硬件数据采集系统和软件分析系统的功能。该系统可以实现对齿轮信号的聚类和齿轮故障的定量诊断，还可以通过现场自定义专家系统，使其具有较高的适用性和可靠性。
5 展望
展望未来，针对齿轮故障诊断技术，结合目前故障诊断技术发展目前状况和趋势，提出以下几点展望： ①新的信号处理策略将不断发展。随着数字计算机的飞速发展，信号处理的理论和策略也得以发展。因此将有越来越先进的信号处理技术应用于故障诊断领域，有利于更精确地诊断故障。②实验分析手段将不断实用化。遗传算法、模糊数学、神经网络等各种信号分析处理策略的完美结合，将使机械设备故障诊断系统的研究越来越完善，诊断结果也会越来越精确。③故障诊断技术实用化。现阶段，由于通信技术、计算机技术等高科技信息技术的飞速发展，齿轮故障诊断的研究范围已经从对点的分析发展到面。与此同时，人们也越来越重视将技术成果应用于生产实践中。
参考文献：
[1]陆奎，李涛.基于人工智能的计算机故障诊断系统研究[J].现代计算机（专业版），2008（01）.
[2]申永军，杨绍普，刘献栋.齿轮故障诊断中的信号处理技术研究与展望[J].机械传动，2004（03）.
[3]黄超.计算机故障检修探析[J].电脑知识与技术，2008（27）.