第九章 RO/NF系统故障诊断和排除
9.1 系统故障概述
产水量和脱盐率是反渗透、纳滤系统的基本性能参数，如果这两项指标达不到系统原设计要求，产水量小或者脱盐率低，就需要找到问题发生的原因。由于进水TDS和温度的波动以及系统机械性能等原因，即使完全没有污染倾向的系统，基本性能指标也会在小范围波动。下面是我们判别系统运行出现故障的参考标准值。
1 参考指标
反渗透、纳滤系统的主要性能参数变化达到以下指标范围时，要及时进行故障分析，并进行相应的处理。
●在正常给水压力下，产水量较正常值下降10～15%；
●为维持正常的产水量，经温度校正后的给水压力增加10～15%；
●产水水质降低10～15%（产水电导率增加10～15%；）
●给水压力增加10～15%；
●系统各段之间压力降明显增加。
2 设计提示
远离故障最好的办法是从开始就消灭发生故障的可能，在进行系统设计时尽量考虑做到：
●设计系统时要依据完整的水质分析。对于地表水源要考虑到季节变化的影响，对于普通市政水源要考虑到原水变化的影响，要确认拿到的报告是最新的有效数据。
●测定RO进水的SDI值，确定胶体污染的可能性。
●保证预处理的效果。
●存在污染的可能时，一定要选择较为保守的系统通量。水质洁净的地下水的设计通量可以高一些，地表水的设计通量一定不要超过设计导则规定的数值。降低单位面积的膜通量可以减少污染物在膜面上的沉积。
●选择较为保守的系统回收率。回收率较低时浓水的污染物浓度也相应较低。
●膜元件的错流速率要尽量大。较高的错流速率能增加盐分和污染物向进水水流的扩散，降低膜面的浓度。
●选择适当的膜元件类型。对于比较复杂地表水和废水来说，低污染LFC膜比CPA膜更为适用。
3 故障原因基本类型
系统发生产水量减少和水质下降问题的原因比较复杂，可以简单归纳出几种类型：
1）进水TDS增加、水温波动、运行参数调整等原因造成的性能变化不属于故障范围。
2）系统硬件故障：O型圈密封泄漏、膜氧化、机械故障等；需要更换或修理故障元器件。如果是膜氧化，要找到氧化的原因，消除氧化剂来源，更换膜元件。
3）膜污染：膜污染是处理系统故障的核心工作，需要确定污染物类型、污染程度和污染分布，在此基础上进行清洗恢复。
4）系统设计失误，系统设计问题可能与前面的几项都有关。对于有设计失误的系统，在恢复系统元器件性能之后，一定要对系统进行改造，纠正原有错误设计或运行参数。
9.2 运行参数对系统性能的影响
在系统发生问题时，首先要做的是确认问题的性质，消除温度、进水TDS、产水量和回收率的影响，获得标准化性能参数。依据上述标准判断系统是否处于故障状态，是不是发生了膜污染。
系统操作参数的变化对与系统的性能有影响。比如， TDS每增加100ppm，由于渗透压增加了，进水压力要增加0.07bar，产水电导也会相应上升。进水温度增加6.6℃，进水压力降低15%。提高回收率会提高浓水浓度和产水电导（回收率为50%、75%和90%时，浓水的浓度分别为进水的2倍、4倍和10倍）。在回收率相同时，降低产水量会提高产水电导，原因是用来稀释透过盐分的水量少了。
要通过数据的标准化来确定系统是否有问题。可以借助海德能的系统数据标准化软件ROdata.xls，来求得标准化的产水量、脱盐率和进水—浓水压力降。通过标准化消除了温度、进水TDS、回收率和进水压力的影响。将系统目前的标准化性能参数与与运行第一日的标准化数据进行对比，就可以确定系统性能的变化情况。
以下将列举的是运行参数对膜的性能有正常影响，这些影响可能会导致产水流量和水质的下降。
1 产水量下降
下列运行参数的变化将降低系统中膜的实际产水量：
●进水泵压力不变时进水温度下降；
●用节流阀降低RO进水压力；
●进水泵压力不变时增加产水背压；
●进水TDS（或电导率）增加，这会增加产水通过膜时所必须克服的渗透压；
●系统回收率增加，这会增加系统的平均进水/浓水的TDS，从而增加渗透压；
●膜表面发生污染；
●进水流道网格的污染导致进水－浓水压力降（ΔP）增加，从而降低了元件末端的NDP（净驱动压力）。
2 产水品质下降
下列运行参数变化会导致实际产水水质劣化，即产水的TDS和电导率增加：
●进水温度上升时通过调节运行参数保持系统产水量不变；
●系统产水量下降，这会降低膜通量，导致原来稀释透过膜的盐分所需的纯水量减少；
●进水TDS（或电导率）增加，脱盐率不变，但产水盐度随之增加；
●系统回收率增加，这会增加系统的进水/浓水TDS浓度；
●膜面污染；
● O型圈密封损坏；
●望远镜现象，进水—浓水压力降过大，膜元件外皮脱落；
●膜面损坏（比如受到氯的影响）致使膜的透盐率增加。
9.3 发生故障的常见原因
系统故障可以划分为两个类型：产水量小，脱盐率低。回答以下问题会有助于找到发生故障的原因。
1 产水量下降时
膜污染会造成产水量下降，检查以下提问来寻找发生问题的原因。
●是否正常关闭系统？在一些情况下，要在装置关闭之前要用反渗透产水冲洗系统浓水，否则无机污染物会在膜面上沉积。
●停机保护是否得当？在系统停机期间没有采取适当的保护措施，会导致严重的微生物生长（特别是在温暖的环境中）。
●加酸或阻垢剂是否达到了要求的pH值或饱和指数？
●进水和浓水之间的压力降是否超过了15%？压力降增加标志着进水流道受到了污染，膜面水流被限制。检查各段的压力降情况，确定发生问题的位置。
●在海水系统中，关机时是否对系统进行了产水冲洗？快速冲走膜面的高浓度盐分，可以防止离子从溶液中沉淀出来。
●保安过滤器是否污染？
2 脱盐率低
●低脱盐率时，产水电导率高。可能的原因有膜污染、膜降解和O型圈损坏。确认产水电导增加是否超过了15%。
●各段膜组件的产水电导率一样吗？逐段测试产水电导，尽可能对每个膜组件测试产水电导率。产水电导率明显高的组件可能有O型圈或膜元件损坏。要对该组件进行探测和检查。
●膜元件是否与氯或其它强氧化剂有接触？任何氧化物质的接触都会损坏膜元件。
●仪器经过校准了吗？确认所有的仪器都经过校准。
●膜元件的外观有变色或损坏吗？观察膜元件污染物及损坏物理情况。
●进水的实际电导率和温度与原设计指标有差别吗？如果实际进水的TDS或温度高于原设计指标，产水水质达不到设计值是正常的。要对进水、浓水和产水进行取样分析，与海德能设计数件的结果标进行对比。
●发生过产水压力超过进水压力的情况（产水背压）吗？如果产水要提升到较高位置，管道上又没有安装逆止阀，停机时产水压力会超过进水，膜叶会膨胀破裂。
● O型圈有问题吗？O型圈会因老化而失去弹性或破裂，导致泄漏。周期性更换O型圈，或者定期探测膜组件。
3 膜污染
如果以上问题都解决了，而系统依然没有恢复，还要考虑以下提问：
●一旦排除了所有机械故障，就需要确定污染物并实施清洗。
●分析清洗出来的污染物及清洗液的颜色和pH的变化。重新投运系统可以确认清洗效果。
●如果不知道是什么污染物又缺乏现场经验，可以委托专用清洗剂供应商对膜元件进行分析并提出清洗方案。
●如果所有尝试都没有结果，就需要对膜元件进行解剖。打开膜元件进行膜面分析和污染物分析，以确定发生问题的原因和解决方案。
●一些污染物影响系统的前端，一些污染物在后端更为严重。故障诊断一览表（表-1）对于判断污染物的性质非常有用。
表-1 膜系统故障诊断一览表
9.４探针法——压力容器内脱盐率下降原因的诊断
RO装置的产水是由装置内所有压力容器产水汇集而成的。RO装置脱盐率下降有时是由于个别压力容器脱盐率下降引起的，故而应首先检查各个压力容器的出水电导，找出产水水质异常的压力容器，然后对这些压力容器进一步检查确定原因。一支压力容器内串联有若干支膜元件，两端的膜元件由适配器与压力容器端板连接，中间各支膜元件由产水连接管连接，适配器与连接管均装有橡胶O型圈密封。故一支压力容器出水水质异常的原因有以下几种：
1.膜元件损坏、渗漏；
2.适配器损坏或O型圈泄漏；
3.连接管损坏或O型圈泄漏；
为确定上述原因，可用探针法进行探测，所谓探测是将一支塑料软管插入位于压力容器端板中心的产水管口，在不同插入长度处引出产水并测量电导率，以确定电导偏高的位置。以8英寸压力容器为例，探测步骤如下：
1.停止RO装置的运行，
2.拆除被测压力容器端板上产水管口的堵头，
3.在原来堵头的位置上安装一个球阀，
4.准备一根外径8～12mm，有足够长的塑料软管，并在软管沿长度方向上，每隔0.5m作一刻度标记，
5.启动RO装置，低压运行15分钟后打开球阀，插入塑料软管，一直插到压力容器另一端的端板处，
6.一分钟后测量软管中流出的产水电导，
7.将软管拔出0.5m，等待一分钟后再次测量产水电导并记录软管插入长度，
8.重复步骤7直至测量完压力容器全长，
9.比较全长度方向上电导值，找出电导异常的位置。
9.5 膜元件分析
1 目测与称重
目测
系统发生明显污染时，在压力容器中会形成可见的污染物累积。在确定系统已经发生污染，需要实施化学清洗时，最好先打开压力容器端板，直接观察污染物在
压力容器端板与膜元件之间的间隙内累积的情况。一般根据直接观察即可基本确定污染物的类型，确定相应的清洗方案。
前端污染观察：预处理滤料泄漏（砂粒、活性炭颗粒）、胶体污染、有机物污染和生物污染在前端影响最严重，可以从前端膜元件入口观察到颗粒物及粘液状污染。发生生物污染时会发现腥臭味粘液物质，灼烧刮取的生物粘泥（粘膜），会有蛋白质的焦臭气味。
末端污染观察：无机盐结构在系统末端浓水排放处最为严重，在末端膜元件端头处可以摸到粗糙的粉状物。
称重
污染的膜元件进水流道附着了污染物，整体重量会加大。将取出的膜元件竖放置，沥干水分后称重，与海德能膜元件的参考重量进行对比。多余的重量即为附着污染物的重量。
表-2 海德能膜元件湿态重量
2 性能测试
在膜元件解体前实施。但若确定已有附着污垢，为了正确的推断污垢的成分和含量，我们推荐在不进行性能检测的状态下实施分析。因此若是在有确保2支样品的情况下，一支用于性能检查，一支直接解体是最佳的方案。
膜元件的性能检查中必须检测下列项目
●真空保持检查·水密检测：
膜元件·平膜的破损和破损位置的确定。
●用标准测试液，对脱盐率、产水量、压差的测试：
膜破损、膜性能劣化、污染、流路堵塞的确认和连接管是否不良的判断。
通过以上的性能检测和出厂数据进行对比、确认性能变化状况。在压差的测定中使用压差检测计，测试中要测到1kPa的单位。新膜元件出厂时约在23kPa左右。
3 解剖
1）拍摄膜元件的外观照片（全体和两端面的特写）
2）取下两端的端板，原水的流动方向需要清晰的注明。
3）把外层的玻璃钢纤维取走。
4）把膜组件打开，检查每片膜叶，对膜叶的全体或者必要的部分进行拍照。为了让看照片时就能明白膜叶上何处为原水侧，何处为浓缩侧，事先标注或作上记号。
5）有大量的污染物时，需要采集污染物。
为了分析对膜表面，符合FT-IR的分析条件，膜片取样尺寸大约40mmx20mm即可。
4 染色
想确定膜的性能劣化或者膜元件破损位置的时候可以进行染色测试。若要同时进行污染分析的话，最好用另外样品进行分析。
使用染料：直接湖兰（direct blue，分子量约1000）或者紫外（ ultra violet，分子量约300）。
浓度：适量，压力：该膜元件的检查压力，加压时间：约10分钟。
染色后，解剖膜元件，就可以确定膜的破损、膜元件密封的泄漏等缺陷位置。
5 红外光谱 FT-IR
根据FT-IR的分析，可以得到以下数据信息。
1）由于化学变化而造成的膜的性能劣化情况
根据和新膜图谱的对比，如果有官能团的特征峰减少的话，可以判断膜有化学变化，但是在有许多污染物附着在膜表面时无法判定。
2）膜上污染物的鉴别
根据和新膜相比较的差谱分析方法，测定污染物的吸收曲线可以推测出其主成分。与标准物质的吸收光谱作比较得出污染物的组分。
若污染物可以采集，直接用FT-IR测试，也可以判断污染物的成分。
3）可以就污染物成分判断是悬浮物、胶体物质(金属氧化物、微生物污染或絮凝剂等）或结垢物质（碳酸钙、硅、硫酸钡等)。
4）膜面紧密吸附物质
吸附层一般很薄，而FT-IR的分析深度是100μｍ，因此对于很薄的吸附层显得办法不多。可以用大量的超纯水抽取，然后减压蒸馏浓缩后可以用FT-IR测试。关于吸附物质的判定请专门咨询该类专家。
5）仅用FT-IR无法单独判别。必须结合XMA等其它测试结果对污染物进行判断。
6 扫描电镜SEM及X射线XMA
通过SEM，XMA的分析，可以得到以下信息。
1）用SEM可以观察膜及污染物的外观、判断膜的破损状况并推测污染物。污染物的大概类型，比如是结晶性或非结晶性，是否细菌性沉淀渣等。还可以观察膜表面附着部分的污染程度。但要知道的是SEM只能对非常窄小的部分进行观察，因此需要多个的样品通过观察才可以做出判断。
2）用XMA可以对膜上附着污垢的无机元素进行推断。（碳以上的原子量的元素）
为了调查附着频度，要对SEM的视野整体内的频谱和点对污染物的频谱进行分析。对特定的元素也可以测定其附着位置。
附着的元素和用FT-IR所得的化合物吸收对应组合，可以推断污染物。例如通过XMA，看出有Si，Fe的附着，SEM发现澡类物质，用 FT-IR发现有Si，Fe和微生物的吸收光谱，参考标准的频谱，可以判定有Si，Fe和澡类污染的存在。参看图-1和图-2。
图10－6 FT-IR 差谱分析示意图
图-1 污染膜片红外分析FT-IR图例
图-2 SEM&X射线分析结果示意图
9.6 系统故障处理一般步骤
1）数据分析、现场调查
数据分析和现场调查工作是进行诊断、排除系统故障的基础，要对系统运行实际数据进行全面分析，跟踪系统性能指标变化的细微过程，掌握现场运行过程中所有相关事件的具体情况。
●开始变化的时间点及相关事件，查阅系统运行日志或记录。
●进水水质或水源的变化：TDS、温度、SDI、余氯、个别离子浓度、pH。
●系统运行参数的调整及结果。
●系统性能变化时相关的特殊事件，比如开关机、关机保护措施（关机系统快冲、停机保护、高压泵前中间水箱停留时间等）、更换保安过滤器滤芯、产水用水量变化及操作人员变化等。
●系统加药的变化：阻垢剂、分散剂、还原剂、加酸、预处理系统加药，包括药剂供应商的变化。
●变化的方式，比如缓慢的平稳变化，较快的但均匀的变化，加速的变化和突变。
2）数据标准化
确认系统性能参数下降的实际值，排除水质及运行参数变化对系统性能的影响。
3）运用海德能RO设计软件进行模拟计算
核查系统设计的合理性，检查系统预置参数可能存在的问题。膜元件选型、膜元件排列方式、泵配置、系统运行参数、结垢倾向、浓差极化、预测产水水质等。
4）压力容器探测
发现问题膜元件，绘制系统脱盐率分布图，了解系统脱盐率下降的规律性，为污染性质判断提供依据。
5）O型圈检察
更换损坏O型圈。
6）膜元件污染观察分析
首末端膜元件端头目测观察，膜元件称重，污染物化学分析和仪器分析，确定污染物的物理化学特性。
7）污染原因分析
查明系统污染的原因，尽量从源头控制膜污染。
8）清洗方案
根据污染物及污染状况分析，制定化学清洗方案。
9）清洗试验
对于大系统或污染严重的膜系统，需要在实施系统清洗之前进行试验清洗，清洗试验结果作为系统清洗方案的直接依据。
10）系统清洗注意事项
●注意控制清洗流量，化学清洗初期应低流量，然后逐步增加流量。化学清洗后期特别是水漂洗时应保证足够大的流量，应达到8英寸膜6～9 m3/h，4英寸膜1.3～2.3 m3/h。
●提高清洗温度（如35℃）可加快化学反应速度，保证清洗效率。
●在一般情况下，首先使用低pH清洗液，并优先选用柠檬酸。
●在局部污染明显时可以采用分段清洗。
●为了提高清洗效果，可以适当延长浸泡时间，必要时可浸泡过夜。
9.7 其它常见故障
1）膜元件安装
蹿动：膜元件与压力容器的安装尺寸可能会有一定误差，如果膜元件之间或膜元件与适配器之间留有间隙，会造成膜元件蹿动，导致O型圈及连接部位损伤。
润滑剂使用不当：使用凡士林或油质润滑剂会导致严重的负面影响。
使用警告：
任何时候不允许使用石油类（如化学溶剂、凡士林、润滑油及润滑脂等）的润滑剂用于O 型圈、连接管、接头密封圈及浓水密封圈的润滑！！
允许使用的润滑剂为水溶性润滑剂，如丙三醇（甘油）等。
2）系统调试初期冲洗时间不够
海德能膜元件出厂时使用亚硫酸氢钠保护液，如果冲洗时间不够，残留保护液成份会致使产水电导率高于设计指标。正常情况下应冲洗30分钟以上。
3）预处理故障
漏砂、漏碳、铁锰超标、絮凝剂残余、SDI高。
4）产水染菌
由于RO产水中没有任何抑菌性成份，如果产水与染菌空气接触，便会在产水管道、膜元件中心管内及产水流道中形成感染。在产水中会发现不明丝状悬浮物。产水染菌现象一般发生在不规则间歇运行的小型系统中。
处理方法：产水系统消毒。用反渗透产水配置1%食品级亚硫酸氢钠溶液，灌满产水系统管道，包括膜元件产水流道。浸泡过夜后排放，运行冲洗2小时以上，直到产水电导率达标。
综述与评论 计算机测量与控制.2008.16(9) C omputer Measurement &Control 1217 中华测控网https://www.doczj.com/doc/3915293154.html, 收稿日期:2008-06-08; 修回日期:2008-07-16。 作者简介:安茂春(1967-),山东莱阳人,副研究员,主要从事测试与故障诊断技术的管理工作。 文章编号:1671-4598(2008)09-1217-03 中图分类号:TP182 文献标识码:A 故障诊断专家系统及其发展 安茂春 (北京系统工程研究所,北京 100101) 摘要:文章对主要的故障诊断专家系统进行了系统的归纳和分类,主要关注故障诊断专家系统在军事领域的应用;重点讨论了基于规则的诊断专家系统、基于模型的诊断专家系统、基于人工神经网络的诊断专家系统、基于模糊推理的诊断专家系统和基于事例的诊断专家系统的技术要点、发展现状、优缺点及其在军事方面的应用;最后,对该学科的发展做出了预测,指出基于多种模型结合的诊断专家系统、分布式诊断专家系统、实时诊断专家系统是今后的发展方向。 关键词:专家系统;故障诊断;军事应用;基于规则推理;建模技术;人工神经网络;模糊推理;基于事例推理 A Survey on Fault Diagnosis Expert Systems An M ao chun (Beijing Institute o f System and Eng ineering ,Beijing 100101,China) Abstract:In this article w e present a s urvey of fault diagnosis expert system s,and categorize them into 5different types according to know ledge organiz ation m ethod and reasoning m ech anis m,w hich are ru le-b as ed fault diagn osis expert system,model-based fault diagnosis ex pert system,n eural netw ork fault diagnosis exp ert sy stem,fuz zy fault diagn osis expert system and cas e-based fault diagn os is expert sys -tem,for each type w e describ e its techn ical pr op erties,curren t status,ad vantag es and disadvantages,and application s in military field.At the end of th is article,w e point out that hybrid model-based,distributed and real-time diagnosis expert sys tems are fu tu re direction s. Key words:ex pert sys tem;fault diagnosis ;military application;rule -b as ed reasoning;modelin g;artificial neural netw or k;fuzzy reasonin g;ease-b as ed reasoning 1 故障诊断专家系统及其分类 专家系统(Ex per t Sy st em,ES)是人工智能技术(A rt if-i cial I ntelligence,A I)的一个重要分支,其智能化主要表现为能够在特定的领域内模仿人类专家思维来求解复杂问题。专家系统必须包含领域专家的大量知识,拥有类似人类专家思维的推理能力,并能用这些知识来解决实际问题。 故障诊断技术是一门应用型边缘学科,其理论基础涉及多门学科,如现代控制理论、计算机工程、数理统计、模糊集理论、信号处理、模式识别等。故障诊断的任务是在系统发生故障时,根据系统中的各种量(可测的或不可测的)或其中部分量表现出的与正常状态不同的特性,找出故障的特征描述并进行故障的检测与隔离。 故障诊断专家系统是将专家系统应用到故障诊断之中,可以利用领域知识和专家经验提高故障诊断的效率[1]。目前专家系统在故障诊断领域的应用非常广泛,如美空军研制的用于飞机喷气发动机故障诊断专家系统XM AN [2],N A SA 与M IT 合作开发的用于动力系统诊断的专家系统,英国某公司为英美军方开发的直升机发动机转子监控与诊断专家系统[3]等,此外在电力、机械、化工、船舶等许多领域中也大量应用了故障诊断专家系统。 根据知识组织方式与推理机制的不同,可将目前常用的故障诊断专家系统大致分为基于规则的诊断专家系统、基于模型 的诊断专家系统、基于人工神经网络的诊断专家系统、基于模糊推理的诊断专家系统和基于事例的诊断专家系统。 2 故障诊断专家系统对比分析 2 1 基于规则的诊断专家系统 在基于规则的诊断专家系统中,领域专家的知识与经验被 表示成产生式规则,一般形式是:if<前提>then<结论>其中前提部分表示能与数据匹配的任何模型,结论部分表示满足前提时可以得出的结论。基于规则的推理是先根据推理策略从规则库中选择相应的规则,再匹配规则的前提部分,最后根据匹配结果得出结论。 基于规则的诊断知识表达方式直观、形式统一,在求解小规模问题时效率较高,并且具有易于理解与实现的优点,因而取得了一定成功。20世纪90年代,国外在军用水压系统、电力供应网络等方面进行了应用。 但是,对于复杂系统,所观测到的症状与对应的诊断之间的联系是相当复杂的,通过归纳专家经验来获取规则有着相当的难度,且诊断时只能对事先预想到的并能与规则前提匹配的事件进行推理,存在知识获取的瓶颈问题。2 2 基于模型的诊断专家系统 在基于模型的诊断专家系统中,领域专家的专业知识包含在建立的系统模型中,这种基于模型的诊断更多地利用系统的结构、功能与行为等知识。相比基于规则的诊断专家系统,这种诊断方式能够处理预先没有想到的情况,并且可能检测到系统存在的潜在故障。这类系统的知识库相对容易建立并且具有一定的灵活性,已应用于航天器动力燃烧系统故障诊断等方面。
FANUC-Robot控制器故障诊断 错误分类概述 * 错误分类的目的是为了更容易地进行故障诊断。 * 每一次故障诊断前都要进行错误分类。 * 识别错误以及症状的类别，要先于故障诊断。 * 每一类错误在机器人操作中都同等严重。 * 错误类型分为： ?第一类错误 ?第二类错误 ?第三类错误 ?第四类错误 第一类错误慨述 * 症状 ?控制器死机 ?示教盒屏幕空白 * 潜在的原因 ?控制器AC 电源存在问题 ?断开器的问题 ?变压器的问题 ?控制器DC 电源线路的问题 ?电缆线问题 ?示教盒/缆线问题 ?电源供给单元损坏 ?电源供给单元保险丝熔断 ?开/关电路的问题 ?面板电路板保险丝 第二类错误概述 * 症状 ?示教盒锁死，没反应 * 潜在的原因 ?软件故障 ?主板的问题 @ CPU 模块，连同DRAM
@ FROM/SRAM 模块 ?示教盒/缆线/ISB 单元的问题 ?PSU 或者底板（激活信号）的问题 ?辅助轴控制卡的问题 第三类错误概述 * 症状 ?错误指示灯亮 ? KM1和KM2 关闭，因此伺服没有电源 ?屏幕上显示诊断信息 * 潜在的原因 ?伺服放大器的问题 ?马达/SPC 的问题 ?编码器/制动模块的问题 ?紧急停止线路的问题 ?紧急停止线路板的问题 ?紧急停止单元，连带KM1 和KM2 的问题 ?面板电路板的问题 ?缆线问题 第四类错误概述 * 症状 ?机器人只能在手动模式下工作 ?能够从示教盒运行程序 * 可能的原因 ?通讯或输入/输出的问题 @ 与PLC 之间没有通信 @ 行程开关等损坏 ?不正确的当地/远程开关设置，软件控制的。六控制器维修 1 无法开机
摘要 随着对自动化设备的安全性、可靠性以及有效性要求的提高，故障诊断技术受到人们的重视，已成为国内外自动化控制界的热点研究方向之一。故障诊断是对控制系统进行故障检测与诊断，并对故障的原因、故障的频率、故障的危害程度及故障的趋势预测等内容进行分析判断，为确诊故障点、及早采取维修、防护等补救措施提供科学的决策依据。 随着科学技术进步，过程工业生产装置的结构日趋复杂，逐渐从单变量系统发展到以多变量系统为主，通常具有非线性、时变性、强耦合性及结构和参数的不确定性，这类系统和设备一旦发生故障，排除的时间增长，不仅造成巨大的经济损失，甚至造成人员伤亡和环境污染，因此传统的故障诊断方法已无法满足要求。 由于大多数过程工业难以建立精确的数学模型，基于数学模型的故障诊断方法在实际应用中遇到了较大的困难。多元统计过程控制的故障检测与诊断方法不依赖于系统的数学模型，因此该方法更具实用性。基于主元分析的工业过程故障诊断方法，由于充分利用了主元分析算法在处理线性数据时可对其降维的作用，使得对多变量生产过程的监测可在低维变量空间实现。本文对基于主元分析的故障诊断方法进行了系统、深入的研究。 关键字：故障诊断；主元分析；过程工业
Abstract With the increasing requirement on safety, reliability and effectiveness of automation devices, study on the problem of fault diagnosis has received great attention and been one of the most active research topics. Fault diagnosis is doing fault monitoring and diagnosis for monitor and control system. It also analyzes fault source, frequency, severity, tendency etc., and provides scientific decision-making basis in order to confirm fault, take remedies, such as timely maintenance and defense. With the development of science and technology, the process industrial production installment's structure is getting more and more complex, and develops gradually from the single variable system to the many-variable system primarily. Since it is usually highly nonlinear, time-varying, seriously coupling and its structure parameters are uncertain, traditional fault diagnosis method can’t satisfy the demand. Once this kind of system and equipment comes about malfunction, it will take a long time to be solved and lead to a large amount of economic loss, even human injuries or environmental problems. It is difficult to found precise math-model in many industry processes, the fault detection method base on math model has much more difficulty actually application. The method of fault detection and diagnosis based on MSPC (Multivariate Statistics Process Control) doesn’t depend on the math model of system. The method of fault detection based on PCA (Principal Component Analysis) making full use of PCA algorithm well and it has the function of declining the dimension while handing line related data. It can make the monitor process carrying out from multivariate space into the low dimension. The main purpose of this thesis is to make further study on the fault diagnosis based on PCA. Keywords: Principal Component Analysis; Fault detection; Process Industry
电气控制系统故障分析诊断及维修技巧 发表时间：2016-11-07T14:10:38.820Z 来源：《电力设备》2016年第16期作者：刘庚 [导读] 所以我们必须加大电气控制系统故障分析和维护力度，以此使其使用更加安全，运行更加可靠，进而提高控制效果与水平。 （福建晋江天然气发电有限公司福建省晋江市 362251） 摘要：随着科学技术的不断发展，各种自动控制设备也随着不断的发展和完善，这些设备离不开最基本的电气控制线路，也逐渐的被人们所熟悉掌握。和发达国家相比，我国对电气控制线路控制技术的研究较晚，发展速度也比较慢。近年来通过引进、吸收、消化，明显的提高了电气控制线路技术发展速度。由于电气的控制系统线路较多，线路发生的故障点比较隐蔽，所以影响了电气控制线路的稳定发展。文章分析了电气控制系统的常见故障及其危害，探讨了电气控制系统故障分析诊断及维修技巧。 关键词：电气控制系统；故障诊断；维修技巧 引言 众所周知，电气控制系统在确保电气设备有序运行、高效工作中发挥了不容忽视的重要作用，这一点不可否认，然而在具体应用中，电气控制系统不可避免的会出现各类故障，从而对系统自身、相关设备以及非故障设备构成威胁。所以我们必须加大电气控制系统故障分析和维护力度，以此使其使用更加安全，运行更加可靠，进而提高控制效果与水平。 一、电气控制系统常见故障及其危害 1、电气控制系统常见故障分析 有一些典型的电气控制系统故障可以为我们带来启示，从中获取故障检修经验，避免系统因故障更产生严重后果。引发电气控制系统故障的原因有许多，绝大多数体现在设计上的错误，以及设备安装质量低、设备自身缺陷等，常见的几种系统故障为：（1）过负载。过负载故障体现为电气控制系统中的电机电流超过了额定电流，引发电机过负载故障诱因有很多，例如负载、电压骤然大幅度增高、电机缺相运行等。（2）形式不同的短路。短路故障包括两相短路、三相短路、一相接地短路以及电机或变压器一相绕组中的匝间短路等。（3）过电流。过电流指的是电器元件或电动机超过了限定电流的运行状态，通常比短路电流要小，很少超过6In，过电流故障的原因多来源于错误的起动及负载转矩过高等。（4）电源缺相。交流异步电动机在常规工作当中，因为三相电源包含的一相熔断器熔断所引发的电动机缺相运行。 2、故障的危害 想要真正了解电气控制系统故障，其发生后的危害也有必要了解。（1）电气控制系统在正常运行中，绝缘破损或者接线错误及负载短路后，短路时形成瞬时故障电流可激增到额定电流的数十倍以上，使配电线路或电气设备因过流所生成的电动力而遭到损毁，甚至造成火灾。（2）电流过大不仅会中止电器控制系统，还可能让电气设备遭到损坏，进而引起电动机转矩过大，让机械转动部件破损。（3）交流异步电动机在缺相电源低速运行或堵转时，其产生的定子电流十分强劲，遇到故障会让电动机绕组烧毁。（4）电气控制系统发生故障还可能导致电网电压降低，直接波及到其他设备或用户，让正常工作与生产遭到破坏，严重时会使配电系统彻底瘫痪。 二、电气控制系统故障诊断分析性 1、调查研究法 对电气控制线路的故障诊断调查研究法可以让故障检测人员有效而且快速的对故障性质、范围以及类型进行判断掌握，使工作人员可以迅速的做出故障准确诊断，把在检修诊断过程中的盲目性降低。调查研究法的主要方式是：第一点是问，故障诊断人员向操作电气设备的人员询问在故障发生之前、发生中和发生后的电气线路状况，问的内容应该是在电气控制线路发生事故前有没有冒烟、冒火、有无响声、发生频率、在事故发生之前有没有停机、过载或者高频率启动现象，有没有更换过原件、是否私下维修等等问题，从这些问题中可以知道，调查研究法的最主要的判断故障方式就是问，通过问就可以大致的判断出故障发生的部位以及发生故障原因等。第二点是望，望就是要对发生故障的设备部位进行观察，看的主要部分就电气设备的外观，看电气设备是否有可能会有故障发生的预兆，比如短路、接地、线路松动、断线等状况。第三点是闻，电气线路中如果出现烧坏等现象，维修人员就可以通过闻的方式进行判断，从而准确的判断线路故障发生的性质和部位。第四点是摸，在摸的时候，必须要保证电流已经切断，触摸线路是否发热，确定该条线路是否在正常运营。 2.2原理图、逻辑分析法 运用逻辑分析法的根据是控制线路中工作原理的关系和环节，并且根据线路故障的现象进行具体的分析，把检查的范围迅速缩小，从而确定故障的发生部位。运用逻辑分析法的主要前提是要根据系统电路原理图分析，准确判断故障所在的位置，使用逻辑分析法的目的是比较快捷方便，因此逻辑分析法比较适用于有复杂线路的故障检查中。由于复杂的线路中经常会有许多电气零件以及接线，如果检查维修人员逐一检查，不仅工作量大、时间长，且容易出现差错。 检查维修人员在使用逻辑分析法进行线路检查时，应该按照相应管理图纸对线路故障进行具体分析，准确的找到故障所在的位置。逻辑分析法可以帮助维修人员快速的把复杂问题进行分析，把一些比较专业复杂的问题变得简单化，避免检查人员莽撞的检查，使尽快的排除故障。 2.3实验法 实验法就是需要对电气控制线路进一步检查时，或是使用常规检查无法判断故障的时候，可以对电气控制线路的故障进行通电实验检查。但是实验法使用前提是不能把电气设备和机械设备损坏，不能把事故的范围进行扩大化。 在进行实验之前，应该尽量的把传动机与电动机分开，调节器里的相关开关在零位，把开关还原的最初的位置。如果传动机和电动机无法彻底分开，可以把主线路切断，根据检查中的实际需要把其它部位的线路也切除掉，把检查的范围进一步的缩小，同时也是为了避免故障进一步的扩大，避免意外情况的发生。如果要把电气设备打开，应该在操作设备的人员的配合下打开。 三、电气控制系统故障维修技巧探讨 1、通过有效充分利用排查的方式进行维修 利用排查法进行维修是最基本的方法，它的主要内容涉及故障代码的研究和分析、系统的自排查过程、万能表排查和短路排查四种方法。由于上述已经涉及相关内容的探讨，在这里不再多加赘述。
摘要 本文介绍了汽车故障诊断专家系统的基本结构及其开发的基本方法，论述了汽车故障诊断专家系统软件的开发研究的意义和设计中的难点，针对汽车故障的复杂性特点模拟经验丰富的维修专家的诊断思路及方法，利用Delphi7进行编程，建立友好的人机界面，依据计算机数据结构原理，采用故障树的数据结构和关系数据库原理完成知识表示建立完善的知识库，实现了确定性故障诊断所需的知识库和推理机。从而可使用户通过人机对话的形式方便、快速、准确地找出故障原因，大大地提高汽修行业的效益及汽车的使用寿命。 关键字：汽车故障诊断专家系统
The paper introduces Automobile Fault Diagnosis Expert System of basic structure and development of basic methods. Discusses the software of Automobile Fault Diagnosis Expert System 's research meaning and the difficulty in the design. Aiming at the complexity characteristic of the fault ,simulating the way that experienced diagnosis maintenance of expert thinking, using Delphi7, established friendly human-machine interface. According to the principle structure data of the computer , adopt the fault tree's data structure and relation theories of database to accomplish the representation of knowledge, and realized the uncertainty of knowledge base for fault diagnosis and reasoning machine. The user could find fault convenient, fast and accurately through the man-machine dialogue form , greatly improve the automobile industry's efficiency and the automobile's service life. Key words：automobile fault diagnosis expert system
电动机故障诊断系统设计毕业设计 目录 第一章绪言 (1) 第一节电动机的发展 (1) 第二节电动机的结构及分类 (2) 第三节电动机的原理 (5) 第二章电动机的用途及常见故障 (6) 第一节电动机的运行方式及参数 (6) 第二节电动机的用途 (7) 第三节电动机的常见故障及维修 (8) 第三章电动机的故障诊断 (15) 第一节电动机的故障诊断方法 (15) 第二节PLC原理介绍及设备总体结构介绍 (15) 第三节电动机的故障分析 (19) 第四节电动机故障检测系统设计 (19) 第五节硬件设计 (21) 第六节软件设计 (24) 第四章电动机的电气保护及维护 (28) 第一节电动机的电气装置保护 (28) 第二节电动机的日常维护 (31) 结论 (35) 致谢 (36) 参考文献 (37) 附录 (38)
第一章绪言 第一节电动机的发展 电动机是一种实现机、电能量转换的电磁装置。它是随着生产力的发展而发展的，反过来，电动机的发展也促进了社会生产力的不断提高。从19世纪末期起，电动机就逐渐代替蒸汽机作为拖动生产机械的原动机，一个多世纪以来，虽然电动机的基本结构变化不大，但是电动机的类型增加了许多，在运行性能，经济指标等方面也都有了很大的改进和提高，而且随着自动控制系统和计算机技术的发展，在一般旋转电动机的理论基础上又发展出许多种类的控制电动机，控制电动机具有高可靠性﹑好精确度﹑快速响应的特点，已成为电动机学科的一个独立分支。 电动机的功能是将电能转换成机械能，它可以作为拖动各种生产机械的动力，是国民经济各部门应用最多的动力机械。 在现代化工业生产过程中，为了实现各种生产工艺过程，需要各种各样的生产机械。拖动各种生产机械运转，可以采用气动，液压传动和电力拖动。由于电力拖动具有控制简单﹑调节性能好﹑耗损小﹑经济，能实现远距离控制和自动控制等一系列优点，因此大多数生产机械都采用电力拖动。 按照电动机的种类不同，电力拖动系统分为直流电力拖动系统和交流电力拖动系统两大类。 纵观电力拖动的发展过程，交、直流两种拖动方式并存于各个生产领域。在交流电出现以前，直流电力拖动是唯一的一种电力拖动方式，19世纪末期，由于研制出了经济实用的交流电动机，致使交流电力拖动在工业中得到了广泛的应用，但随着生产技术的发展，特别是精密机械加工与冶金工业生产过程的进步，对电力拖动在起动，制动，正反转以及调速精度与围等静态特性和动态响应方面提出了新的，更高的要求。由于交流电力拖动比直流电力拖动在技术上难以实现这些要求，所以20世纪以来，在可逆，可调速与高精度的拖动技术领域中，相当时期几乎都是采用直流电力拖动，而交流电力拖动则主要用于恒转速系统。
基于SAE J1939的自卸车故障诊断专家系统设计 【摘要】基于SAE J1939的便携式自卸车故障诊断专家系统。该系统上位机通过CAN总线获得车辆自检信息，通过故障诊断专家系统根据自检信息对知识库进行搜索匹配，诊断推理，得出故障诊断结论，并给出相应的排除故障的措施和维修意见。 【关键词】SAE J1939 自卸车故障诊断专家系统 自卸车辆在钢铁、煤炭开采运输领域应用广泛。随着国内外大型露天矿山规模的不断扩大，自卸车在年开采量1000万吨级以上大型露天矿山的运输设备中起着举足轻重的作用。然而自卸车辆出现故障后，往往严重依赖维修人员的经验和专业熟练程度，测试和平均维修周期长，甚至很难发现故障部位。本系统基于SAE J1 939CAN总线，可加快故障诊断快速性、准确性，实现故障诊断的智能化。[1] 1 总体设计方案 根据自卸车辆功能划分若干检测子系统，例如发动机检测系统、动力传输检测系统、温度检测系统和照明检测系统等。每个子系统作为一个独立的节点接入CAN网络。网络连接后，上位机（PC）对下位机发送检测指令，下位机将检测信息反馈到上位机进一步处理。上位机接收检测信息，利用专家故障诊断系统对检测信息进行分析推理，最终生成故障诊断报告供检修人员参考。 该系统主要由五大部分组成：检测子系统、CAN总线及接口、USB-CAN适配器、上位机PC和专家系统应用程序。其中USB-CAN适配器和专家系统应用程序是我们主要设计部分（见图1）。 2 CAN总线和1J1939协议 控制器局域网络（CAN）是德国Robert Bosch公司在20世纪80年代初为汽车业开发的一种串行数据通信总线。具有高的保密性，有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。[2] J1939协议以CAN2.0B协议为基础，通讯速率最高可达250 kbps。采用协议数据单元PDU（Pro—tocol Data Unit）传送信息，每个PDU相当于CAN 协议中的一帧。J1939在通讯中是负责数据传输的传输协议，其功能分为数据的拆分打包和重组及连接管理两部分。PDU由29位标识符和0～8个字节的数据所组成，（如表1）。[3] 3 适配器设计 3.1 USB-CAN适配器硬件电路设计（见图2）
Harbin Institute of Technology 控制系统故障诊断技术 课程报告 专业：控制科学与工程 学号：15S004001 姓名： 日期：2016.4.12 控制系统故障诊断技术(FDD)，在核心上属于模式识别范畴，通过冗余控制及自诊断等
思想处理系统故障，提高系统性能与可靠性。主要环节内容包括特征提取(如量值描述、模糊描述、模型与数据结合描述等)，故障分离估计及评价决策。其中系统的表征包括输入输出状态，参数特征，逻辑经验，通过状态观测可以判定失效的观测器。 控制系统故障诊断主要思想在于特征分析，包括信号处理，通过控制领域方法，进行诊断与容错处理。本质上，是控制学科的一门下属学科，建立的体系要基于控制系统理论基础，系统四个部分分别是：被控对象、控制器、执行器、传感器。重点在于传感器的故障诊断。 故障诊断本身又可以分为故障检测，只判断有无故障；与故障分离，即可以定位具体故障。 诊断方法类型包括基于数学模型及基于专家(模糊)知识两种。体现在发展历程上，即2000年以前诊断方法主要是阈值方法，而2000年之后才逐渐引入智能化。 这一技术的目的包括提高系统鲁棒性，这种鲁棒性，并非简单的对参数变化具有的不敏感性，还包括系统自身对结构变化的自适应性；此外，另一个目的是容错性，即再系统局部发生故障时，可以有冗余部件替换掉有问题部件。 控制系统容错技术在方法上，包括 1、并行冗余，主要处理控制器故障，包括串并联结构，冷热备份等等； 2、鲁棒控制，需要考虑系统局部关系的完整性设计，具有多模型自适应能力； 3、系统重构，指的是余度系统故障时，使系统转入新工作结构而采用的余度管理措施，称为重构。系统重构技术充分利用系统的信号和资源，可以使系统获得更高的可靠性和生存性。在系统发生故障时可以迅速反应，重新构建控制器，通常采用FPGA实现，达到不同阶段完成不同功能。 4、人工智能，是近来发展迅速的智能化方法，包括神经网络、模糊专家控制等。 如上图为神经网络控制器的示意图。作为一种黑箱结构，神经网络的优势在于只要有一层隐含层就可以做到任意的非线性拟合。 控制系统故障诊断实现途径包括：提高元部件可靠性及整体可靠性设计，如冗余设计、简化设计等。故障诊断的观测器通常采用基于李雅普诺夫原理的自适应观测器与奉献观测器的结合。通过可观自由度、传感器数量对故障定位，通过解耦控制器，容错控制，使血糖具有冗余能力。在实际应用中观测器速度一定大于控制器，及观测器极点相比于控制器一定更远。当系统干扰较大时，可将观测器换成卡尔曼滤波器。闭环故障诊断的难点在于故障可能由于闭环本身产生。 以上内容完全来自课堂笔记与个人观点，下面是我查阅到的控制系统故障诊断的一些基本内容： 容错控制是 20 世纪末期发展起来的一种提高控制系统可靠性的技术 . 容错控制系统设计主要包括 故障诊断和容错控制系统的设计, 这两个方面现都成为控制理论领域的研究热点. 控制系统是由被控对象、控制器、传感器和执行器组成的复杂系统, 其各个基本环节
嵌入式智能故障诊断系统设计 摘要：针对传统的故障诊断方法精度不高，实时性不好的问题，在嵌入式系统 环境下进行故障实时诊断系统的优化设计。本文首先分析了机械状态监测及故障 诊断的相关理论，然后详细分析了嵌入式智能故障诊断系统的设计与实现。实验 结果表明，采用该故障诊断系统进行滚动轴承故障实时检测非常便捷实用又适于 后续联网管理。 关键词：嵌入式系统；滚动轴承；故障诊断；硬件系统 引言 随着现代科技的不断发展，机械设备早已不是一个纯机械装备，而是融合了自动控制、 液压与气压传动等技术的结构和功能都十分复杂的系统。这给机械运行状态的监测和故障诊 断提出了越来越高的要求。机械运行过程中发生的故障不仅会导致重大经济损失，还可能给 人身安全带来极大威胁。因此，实时监测机械设备的运行工况并及时诊断故障，对经济效益 和社会效益的提高都有极其重要的意义。 1 机械状态监测和故障诊断的相关理论 机械诊断技术是通过监测机械设备运行状况，发现故障并预报故障发展趋势，诊断故障 类型及故障原因，确保机器正常运转的技术。目前，普遍采用的机械诊断技术有振动监测、 油液监测、噪声监测和无损探伤等。油液光谱分析技术通过分析机油中的金属颗粒物浓度， 能准确判断机械设备传动系统是否存在磨损型故障隐患。无损探伤技术利用物质的光、磁和 电等特性，能够在不损坏工件或改变机械设备运行状态的前提下准确完成机械部件工况的监测。 故障机理分析是机械诊断的关键。故障机理是在理论研究和实验分析的基础上得到的反 映故障信号和机器参数关系的表达式。从采集到的机械设备的状态信号，它能方便诊断出故 障的位置。这些状态信号通常是机械设备运行过程中表现出来的物理或化学现象，如机械振动、运行噪声、机器温度、油压波动、功耗增多和异常气味等。机械运行状态监测是通过各 种传感器采集机械设备运行过程中的物理或化学状态信号，并据此诊断故障的类型及原因。 故障信号的提取与处理是机械诊断中的重要步骤。通过分析传感器采集到的反映机械设备运 行状态的信号，提取出机械故障特征信息，从而为故障类型和故障原因的准确诊断提供可靠 的依据。信号处理方法经历了从时域分析到频域分析，再由频域分析到时频域分析的发展过程。频域分析将采集到的机械状态信号从时域变换到频域。典型的频域分析法有基于快速傅 里叶变换的经典谱估计法和现代谱估计法。时频分析技术同时在时域和频域分析机械非平稳 信号，其中Wigner-Ville时频分布等时频分析技术在机械诊断中得到了普遍应用。 2 嵌入式智能故障诊断系统设计 本系统将整体结构分为四层，包括管理层、功能层、推理层和数据层。管理层主要负责 整个系统的管理机制与通信机制。决策需要通信的Agent双方需要对话，还是需要进行知识 的交换。二是要Agent之间的关系作出判断。Agent之间的交互有两种关系：正关系和负关系。正关系表示Agent的规划有重叠的部分，或某个Agent具备其他Agent不具备的能力， 各Agent可通过管理层的协调获得帮助，负关系会导致冲突。管理层要进行协调，达到冲突 的消解的目的。功能层是多Agent诊断系统的核心层。主要包括知识处理、特征提取、实时 监控、故障诊断与故障决策等功能组件。推理层处于数据层和功能层之间。主要提供各功能 组件所需的知识或数据，并对推理机制进行定义。数据层包括数据库、知识库与扩展知识库 三个方面。数据库主要用于存储由传感器获得的各种信息，知识库为众多相关领域的专家的 经验总和。扩展知识库主要是为系统的日后扩展诊断功能留下接口。在管理层中主要有两个Agent：管理Agent和数据传输Agent。管理 Agent负责协调各Agent和通信，数据传输Agent 负责与后台计算机上的通信Agent之间传输巡检数据。具体诊断时，数据采集子系统将被诊 断设备的运行状态、参数等数据采集输入到诊断系统，一方面提供给PC端显示，另一方面，将数据提供给诊断方法 Agent，形成诊断请求。管理Agent对诊断请求进行任务分解，得出 多个子任务，再根据对诊断Agent的认识，将诊断任务分配给适当的诊断Agent。管理Agent 还要负责诊断Agent间的工作协调、协作和借助于KQML语言通信，以及将各诊断Agent的
交通部西部交通建设科技项目 交通编号： 合同号:2001 398 365 76 单位编号： 密级:内部 分类号：U47 U48 汽车故障诊断分析系统的开发 研究报告简本 承担单位：中国汽车维修行业协会 项目负责人：康文仲 起止年限：2001年10月至2003年8月
二○○三年八月 目录 第一章绪论 (2) 第二章课题的研制进程 (3) §2-1硬件课题的研制进程 (3) §2-2软件课题的研制进程 (10) 第三章结论与建议 (14) 致谢 (14) 参考文献 (15)
第一章绪论 一、课题背景及必要性 汽车安全、节能及污染控制已成为我国汽车工业发展的三大主题，国家积极推荐汽车生产企业使用汽车电子技术、新工艺、新材料，一批新技术已在汽车上广泛采用：如，电控燃油喷射装置（EFI）、自动变速器（AT）、防抱死装置（ABS）、安全气囊系统（SRS）、车轮差速控制系统（ATA）、空调系统（AC）、电子巡航导向控制系统（CCS）等；传统的检测、诊断技术和设备就已不能满足现代光—机—电一体化的汽车检测、维护及诊断修理的需要。 为了适应现代汽车的检测、诊断和维修技术的发展，解决在用汽车安全、节能和污染控制等问题，就需要开发一套适合中国国情的适用于汽车检查维护（IM）制度的检测、诊断设备。与此同时，相应的软件建设，诸如现代化的管理软件、与时俱进的行业政策和提高行业从业人员素质的培训体系等也是我们亟待研究解决的问题。 二、课题研究意义 本课题的立项研究的意义在于通过汽车检测、诊断维修设备的研究，可以提高我国西部汽车维修行业的技术水平、推进汽车维修质量、防治汽
车排放污染；通过建立西部地区道路运输车辆技术管理指标系统可构筑全国统一的道路运输车辆技术管理的技术规范；通过改进维修管理工作模式，正确引导我国汽车维修业的持续健康发展；通过建立汽车维修业职业培训体系可以提高行业从业人员的整体素质，从而推动行业的整体进步。 第二章课题的研制进程 §2-1 硬件课题的研制进程 一、汽车电控系统故障综合分析诊断仪和故障诊断模块的浓缩化的开发研究 汽车电控系统诊断仪在国际市场已被广泛的使用，国外性能先进的几类产品有美国OTC公司的IMPORT2000，TECH-II；美国Snap-on的ScannerMi-2500；德国的Audivw1553；瑞典Sweden Autodiagons ltd 的Multi-Tester Pro等，在国内也有几家公司生产的几十种品牌。但国外产品有未汉化的障碍，即便是汉化了的其性价比也比较差，而国内的产品在性能上有待提高，并存在着储存资料少（特别是进口车型）的问题。因此研制一种既能满足我国进口轿车多、品牌多、车型复杂的现状，又能有着良好性价比的电控系统诊断仪就显得十分必要。 广西梧州三原高新技术有限公司研发的汽车电控系统诊断仪结合我国汽车发展的现状，实现了对欧洲、美国、亚洲（日、韩）、和国产的四大车系的ENG引擎系统，自动变速箱（AT）系统，防抱刹车（ABS）系统
第一章航天器控制的基本概念1.轨道控制 a.轨道确定(导航) 研究如何确定航天器的位置和速度b. 轨道控制(制导) 根据位置、速度、飞行最终目标，对质心施以控制力，以改变运动轨迹的技术轨道机动、轨道保持轨道交会、再入返回控制2.姿态控制a.姿态确定研究航天器相对于某个基准的确定姿态方法；可以是惯性基准或其他基准，如地球；采用姿态敏感器和相应的数据处理方法；确定精度取决于数据处理方法和敏感器精度。b. 姿态控制在规定或预定方向(参考方向)上定向的过程；姿态稳定是指使姿态保持在指定方向；姿态机动是指航天器从一个姿态过渡到另一个姿态的再定向过程。3.姿态稳定 a.特点长期而持续的所需控制力矩较小b.种类定向粗对准精对准4. 姿态机动a.特点短暂过程所需控制力矩较大b.种类再定向捕获跟踪和搜索4. 姿态控制与轨道控制的关系为实现轨道控制，航天器姿态必须符合要求；在某些具体情况或某些飞行过程中，可把姿态控制和轨道控制分开考虑；某些应用任务对航天器轨道没有严格要求，而对航天器姿态确有要求；例如：空间环境探测卫星绕地球的运行往往不需要轨道控制，卫星在开普勒轨道上运行就能满足对环境探测的要求。5.姿态控制系统分类 a.根据姿态稳定方式三轴稳定.保持航天器本体三条正交轴线在某一参考空间的方向自旋稳定.绕自旋轴旋转，依靠旋转动量矩在惯性空间的指向b.根据力来源被动控制.不需消耗星上能源，如重力梯度力矩、磁力矩等主动控制.星上自主控制、星－地大回路控制，消耗电能和工质6.姿态控制系统的设计要求可靠性控制性能a.动量、稳定性b.稳态精度c.动态响应控制系统质量和能源需求附带要求a.经济性b.坚固性c.生产可能性7.姿态控制系统设计任务a.了解任务参数任务类型、质量、结构、轨道几何参数、任务寿命、精度、机动要求b.推导出控制系统质量和能源需求可靠性及寿命动量要求力矩要求：大小、频率、杠臂限制动态响应精度 能源要求c.具体设计 第二章姿态运动学与动力学1.方向余弦阵的性质及特点方向余弦阵只有三个独立参数方向余弦阵是正交矩阵AA T=E方向余弦阵的行列式为1|A|=1方向余弦阵可作为坐标变换矩阵V a=A Vb相继姿态运动的方向余弦阵具有中间脚标的吸收性质。缺点：不直观，缺乏明显的几何图象概念，使用不方便2.用EulerEuler轴/角描述姿态的理论依据Euler定理：刚体绕固定点的任一位移，可由绕通过此点的某一轴转过一个角度得到。姿态描述可用转轴e和绕此轴的转角φ来描述两个坐标系间的相对姿态。Euler轴/角的形式及特点形式转轴e在参考坐标系中的三个方向余弦(ex, ey, ez)转角φ优点具有明确的几何意义，直观，易于理解；是四元素、Rodrigues参数等其它姿态描述方法的基础。缺点仍具有一个约束条件，不是姿态描述的最小实现；与姿态之间不是一一对应的。常用Euler角3-1-3 ψ, θ, ?自旋卫星绕oZ轴旋转, Rz(ψ)绕oX'轴旋转, Rx(θ)绕oZ"轴旋转Rz(?)3-1-2 ψ, ?, θ三轴稳定卫星绕oZ轴旋转, Rz(ψ)绕oX'轴旋转, Rx(?)绕oY"轴旋转,Ry(θ) 在轨道坐标系内ψ为偏航角?为滚动角θ为俯仰角。3. Euler角的特点优点几何意义直观、明显小角度线性化方便在某些情况下，可直接测量缺点包含三角函数，计算效率低运动学方程有奇点4. 四元数特点与方向余弦阵相比，四元素只包含4个变量和1个约束与Euler轴/角相比，四元素姿态矩阵不含三角函数四元素可看作姿态机动参数。缺点：四元数仍存在一个约束条件，不是姿态描述的最小实现。5.Rodrigues参数的优缺点优点姿态描述的最小实现；简单、直观，计算效率高；由其描述的运动学方程结构简洁，无多余约束。缺点当φ→±180°时，x→±∞，不能有效描述姿态；当φ远小于180°时，才能有效描述姿态。6.重力梯度力矩的性质重力梯度力矩与主惯量差成正比重力梯度力矩与轨道角速度的平方成反比重力梯度力矩与姿态偏差角(小角度假设下)成正比当Izz<
相关主题
文本预览