長(zhǎng)安大學(xué)工程機(jī)械學(xué)院碩士研究生開題報(bào)告

1、碩士研究生學(xué)位論文選題報(bào)告論文題目基于動(dòng)態(tài)信號(hào)檢測(cè)的液壓系統(tǒng)故障診斷專家系統(tǒng)研究研究生姓名向瀚學(xué)號(hào)2010125005導(dǎo)師姓名陳新軒 學(xué)科、專業(yè)機(jī)械制造及其自動(dòng)化研究方向工程機(jī)械故障診斷與監(jiān)測(cè)學(xué)院名稱工程機(jī)械學(xué)院選題報(bào)告時(shí)間2011年11月20日選題背景、選題來源、研究目的及其理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，液壓技術(shù)已廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械、冶金機(jī)械、運(yùn)輸機(jī)械、輕工機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械及航天、航空、艦船及武器裝備等國(guó)防工業(yè)的設(shè)備中，成為設(shè)備不可缺少的重要組成部分?，F(xiàn)代機(jī)械設(shè)備液壓系統(tǒng)向著高性能、高精度的方向發(fā)展，液壓系統(tǒng)工作狀態(tài)與可靠性在很大程度上決定了工程機(jī)械本身的工作性能與可靠性。從實(shí)際

2、情況來看，液壓系統(tǒng)故障在機(jī)械設(shè)備整機(jī)故障中占有相當(dāng)大的比例，液壓系統(tǒng)發(fā)生故障不但會(huì)影響設(shè)備的正常運(yùn)行，而且延誤生產(chǎn)進(jìn)度，造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。因此液壓系統(tǒng)故障監(jiān)測(cè)和診斷技術(shù)越來越受到重視，成為液壓技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向雖然液壓系統(tǒng)以它獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)得到了越來越廣泛的應(yīng)用,然而液壓系統(tǒng)的缺點(diǎn)之一就是出現(xiàn)故障后不易查找原因,由于系統(tǒng)中各元件和工作液體都在封閉的油路內(nèi)工作,不像機(jī)械設(shè)備那樣直觀,這樣對(duì)液壓系統(tǒng)的故障診斷帶來很大的不便。本文就是通過將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與液壓故障診斷方法相結(jié)合，研究設(shè)計(jì)一個(gè)比較完善全面的液壓系統(tǒng)故障診斷專家系統(tǒng)用于液壓系統(tǒng)的故障診斷,此系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)將維修人員診斷液壓故障的豐富經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行整

3、理并輸送到計(jì)算機(jī)內(nèi),從而可以進(jìn)行在線或離線檢測(cè)并給予排除故障的措施，達(dá)到對(duì)液壓系統(tǒng)的故障診斷更加準(zhǔn)確，快速，智能化以提高生產(chǎn)效益的診斷效率的目的。選題綜述、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)（附主要參考文獻(xiàn)）。專家系統(tǒng)的開發(fā),可以采用免費(fèi)的專家系統(tǒng)工具CLIPS或人工智能語言LISP或PROLOG;也可以采用高級(jí)編程語言(如Borland C+、VB、VC+等);當(dāng)然也可以將兩者結(jié)合使用,即推理機(jī)和知識(shí)庫(kù)部分采用基于C語言的CLIPS提供的現(xiàn)成工具,其他部分則采用其他高級(jí)語言來完成,不過要設(shè)計(jì)兩者的接口。結(jié)合C+和Access面向?qū)ο蟮墓ぷ鳈C(jī)制,采用VC+設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)也比較有效。由于無論在進(jìn)口的機(jī)械設(shè)備

4、和我國(guó)國(guó)產(chǎn)的機(jī)械設(shè)備上，都沒有附帶著完善的液壓故障診斷專家系統(tǒng)，所以我國(guó)基本處于在運(yùn)用的時(shí)候根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和使用需要，針對(duì)所使用的機(jī)型設(shè)計(jì)相應(yīng)的故障診斷系統(tǒng)。由于機(jī)械設(shè)備工作狀態(tài)的多樣性，其液壓系統(tǒng)故障診斷技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是不解體化、高精度化、智能化及網(wǎng)絡(luò)化。對(duì)于不解體檢測(cè)的研究，其方向是開發(fā)可預(yù)置于液壓系統(tǒng)內(nèi)的傳感器，美國(guó)、日本等國(guó)家已成功將超微型傳感器安置于液壓系統(tǒng)內(nèi)，對(duì)系統(tǒng)的溫度及主要部件的工作參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并利用光纖傳感器監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的溫度、液壓油粘度和壓力等參數(shù)的波動(dòng)。診斷專家系統(tǒng)的高精度化，在信號(hào)技術(shù)處理方面，是指提高信號(hào)分析的信噪比，對(duì)于較復(fù)雜的液壓系統(tǒng)而言，其信號(hào)、參數(shù)是瞬態(tài)的、非平穩(wěn)的、

5、突變的。將小波理論用于這些信號(hào)的分析處理上，則可大大提高其分辨率。在振動(dòng)信號(hào)的處理上，全息譜分析方法則充分考慮了幅、頻、相三者的結(jié)合，彌補(bǔ)了普通付氏譜只考慮幅頻關(guān)系的不足，能夠比較全面地獲取振動(dòng)信號(hào)。診斷專家系統(tǒng)的智能化，是指開發(fā)診斷型專家系統(tǒng)，使數(shù)據(jù)處理、分析、故障識(shí)別自動(dòng)完成，以減輕診斷的工作量，并提高診斷速度及正確性。在故障診斷的專家系統(tǒng)的建立上，要深入故障形成機(jī)理的研究，豐富系統(tǒng)的知識(shí)庫(kù)，同時(shí)將模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法應(yīng)用于故障診斷的專家系統(tǒng)中，使之具有一定的智能，具有自組織、自學(xué)習(xí)聯(lián)想功能，從而使診斷系統(tǒng)自我完善，自我發(fā)展，此外診斷系統(tǒng)將由集中式走向分布式，系統(tǒng)的硬件生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化，軟件設(shè)計(jì)規(guī)范

6、化、模塊化，這有利于縮短系統(tǒng)的開發(fā)周期，提高系統(tǒng)的可靠性。同時(shí)，診斷專家系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化是本世紀(jì)故障診斷技術(shù)的發(fā)展方向，隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展及通訊技術(shù)的進(jìn)步，利用各種通訊手段將多個(gè)故障診斷系統(tǒng)聯(lián)系起來，實(shí)現(xiàn)資源共享，可提高診斷的質(zhì)量和精度。將故障診斷系統(tǒng)與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)合起來組成網(wǎng)絡(luò)，有利于對(duì)機(jī)組的管理，減少設(shè)備的投資，提高設(shè)備的利用率，必要時(shí)還可與企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)相連接，促進(jìn)企業(yè)管理的一體化、現(xiàn)代化。參 考 文 獻(xiàn):1 中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)設(shè)備維修分會(huì)，機(jī)械設(shè)備維修問答叢書編委會(huì) . 液壓與氣動(dòng)設(shè)備維修問答M . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社, 2002:117-124,143-1722 盛兆順，尹琦嶺

7、 . 設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)及應(yīng)用M . 北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2002:303-3503 黃志堅(jiān)，袁周 . 液壓設(shè)備故障診斷與監(jiān)測(cè)實(shí)用技術(shù)M . 機(jī)械工業(yè)出版社，2005.7：231-2334 夏定純，徐濤 . 人工智能技術(shù)與方法M . 武漢：華中科技大學(xué)出版社,20045 羅朝盛 . Visual Basic 程序設(shè)計(jì)實(shí)用教程M . 北京 ：清華大學(xué)出版社主要研究?jī)?nèi)容和擬解決的關(guān)鍵技術(shù)。本論文主要的研究?jī)?nèi)容是：（1）構(gòu)建液壓系統(tǒng)工作的動(dòng)態(tài)信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)；（2）構(gòu)建液壓系統(tǒng)工作參數(shù)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；（3）構(gòu)建液壓系統(tǒng)工作參數(shù)的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)；(4) 開發(fā)故障診斷專家系統(tǒng)軟件平臺(tái)。擬解決的關(guān)鍵

8、技術(shù)：（1） 構(gòu)成專家系統(tǒng)的知識(shí)庫(kù)和數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)；（2） 構(gòu)成專家系統(tǒng)的推理機(jī)設(shè)計(jì)。擬采用的研究方法、技術(shù)路線及實(shí)施方案。（1） 通過對(duì)以往開發(fā)的各種液壓故障診斷專家系統(tǒng)的綜合比較，確定需要改進(jìn)的關(guān)鍵技術(shù)的缺陷；（2） 到工廠，施工單位，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上搜集各種工程機(jī)械液壓系統(tǒng)方面的故障類型和解決方法，使系統(tǒng)盡量覆蓋到各種類型的故障；（3） 利用VC+，VB等計(jì)算機(jī)語言，進(jìn)行程序編繪，完成診斷專家系統(tǒng)的主要組成部分，包括知識(shí)庫(kù)，數(shù)據(jù)庫(kù)和推理機(jī)的建立；（4） 對(duì)設(shè)計(jì)出來的診斷專家系統(tǒng)進(jìn)行機(jī)型試用，改進(jìn)診斷專家系統(tǒng)的不足之處，以達(dá)到完善和優(yōu)化專家系統(tǒng)的最終目的。所需的研究條件和實(shí)驗(yàn)條件：（1） 以往使用

9、的各種液壓系統(tǒng)故障專家系統(tǒng)；（2） 可以配合使用的工程機(jī)械如裝載機(jī)，挖掘機(jī)等；（3） 計(jì)算機(jī)高級(jí)語言匯編程序如VC+等。所需的經(jīng)費(fèi)（經(jīng)費(fèi)來源和主要開支預(yù)算）： 研究所使用的經(jīng)費(fèi)主要來自于導(dǎo)師的科研項(xiàng)目。 費(fèi)用組成包括;（1） 搜集數(shù)據(jù)和資料所需的調(diào)研費(fèi)用2000元左右；（2） 使用機(jī)械進(jìn)行實(shí)驗(yàn)所需使用費(fèi)2800元左右；（3） 施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，實(shí)地調(diào)研費(fèi)用3000元左右；（4） 其他費(fèi)用1800元左右。論文進(jìn)度計(jì)劃：（1） 資料收集和準(zhǔn)備階段，深入了解液壓系統(tǒng)的工作方式和可能出現(xiàn)的故障類型。（2012.1-2012.4）（2） 對(duì)現(xiàn)使用的部分液壓故障診斷系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比分析，找出不足之處以完善所需要解決的關(guān)鍵技術(shù)。（2012.4-2012.5）（3） 到工廠，施工現(xiàn)場(chǎng)等地進(jìn)行數(shù)據(jù)收集和實(shí)地調(diào)研，了解和收集最新出現(xiàn)的各種液壓系統(tǒng)故障