2007年5月第33卷第5期
北京航空航天大学学报
J o u r n a l o fB e i j i n g U n i v e r s i t y o
fA e r o n a u t i c s a n dA s t r o n a u t i c s M a y
2007V o l .33 N o .5
收稿日期:2006-12-25
基金项目:数字化设计与制造北京市重点实验室资助项目(J D 100060516
) 作者简介:李 青(1961-),女,湖北黄梅人,副教授,l i q i n g
@b u a a .e d u .c n .基于案例推理方法在飞机故障诊断中的应用
李 青 史雅琴 周 扬
(北京航空航天大学机械工程及自动化学院,北京100083
) 摘 要:基于案例推理(C B R ,C a s e -B a s e dR e a s o n i n g )方法是一种基于经验知识进行推理的求解方法,适合于经验丰富的领域.针对飞机售后服务过程中积累的大量故障诊断和维修经验,将C B R 方法应用于飞机故障诊断和维修决策支持.
从飞机维修的需求出发,分析了C B R 飞机故障诊断方法的基本过程;
讨论了飞机故障案例库的构建二案例表达二案例检索二匹配二案例修改和维护等关键技术;重点研究了故障案例的知识表达,应用字符型字段匹配和K -近邻方法(K N N ,K -N e a r e s tN e i g h b o r )相结合的检索模型实现了案例检索和匹配;提出了辅助飞机故障诊断系统的结构,开发了原型系统并给出应用实例.
关 键 词:基于案例的推理;飞机维修;故障诊断;K -近邻策略中图分类号:V267
文献标识码:A 文章编号:1001-5965(2007)05-0622-05
C B Rm e t h o d o l o g y a p p l i c a t i o n i n f a u l t d i a g
n o s i s o f a i r c r a f t L iQ i n g S h iY a q i n Z h o uY a n g
(S c h o o l o fM e c h a n i c a l E n g i n e e r i n g a n dA u t o m a t i o n ,B e i j i n g U n i v e r s i t y o fA e r o n a u t i c s a n dA s t r o n a u t i c s ,B e i j i n g 1
00083,C h i n a )A b s t r a c t :C B R (c a s e -b a s e d r e a s o n i n g )i s a p r o b l e ms o l v i n g t e c h n i q u e o f u s i n gp r e v i o u s e x p e r i e n c e a n d c a s e s t o f i n d a s o l u t i o n t o n e w p r o b l e m s ,w h i c h i s s u i t a b l e f o r t h o s e a r e a s o f e x p e r i e n c e -r i c h .C B R m e t h o d o l o g y w a s a p p l i e d t o t h e f a u l t d i a g n o s i s a n dm a i n t e n a n c e d e c i s i o n s u p p
o r t o f a i r c r a f t d u e t o t h e a b u n d a n t r e p a i r e x p e r i e n c ea c c u m u l a t e d i na f t e r -s e r v i c eo f a i r c r a f t .A c c o r d i n g t ot h er e q u i r e m e n to f a i r c r a f tm a i n t e n a n c e ,t h e r e s e a r c h i n t o t h em e t h o d o f a i r c r a f t f a u l t d i a g n o s i s u s i n g C B Rw a s c o n d u c t e d a n dk e y t e c h n i q u e s ,i n c l u d i n g t h e c a s eb a s e d e v e l o p m e n t ,c a s e r e p r e s e n t a t i o n ,c a s e r e t r i e v a l ,a d a p t a -t i o n a n d r e t a i n ,w e r e i n v e s t i g a t e d .T h e c a s e r e p r e s e n t a t i o nw a s d i s c u s s e d i nd e t a i l ,a n d a c a s e r e t r i e v -a lm o d e l o f c o m b i n i n g t h e c h a r a c t e r f i e l dm a t c hw i t h t h eK N N (K -n e a r e s tn e i g h b o r )m e t h o dw a s e s -t a b l i s h e d a n d a p p l i e d .Af r a m e w o r ko f a i r c r a f t f a u l td i a g n o s i ss y s t e m w a s p r o p o s e d .T h e p r o t o t y p e s y s t e m w a s d e v e l o p e d a n d a na p p l i c a t i o ne x a m p
l ew a s g i v e n .K e y w o r d s :c a s e -b a s e d r e a s o n i n g ;a i r c r a f tm a i n t e n a n c e ;f a u l t d i a g n o s i s ;K N Ns t r a t e g y 现代军用飞机是集机械二
电子二计算机及自动控制等多学科先进技术为一体的高精尖产品,结构和技术状态复杂,部件之间相互关联二紧密耦合,导致了故障类型和故障成因复杂多变,故障诊断分析困难;因此,如何为维修人员的故障诊断提供技术支持二提高飞机的完好率和安全系数是目前飞机综合保障的一项重要研究内容.
基于案例推理(C B R ,C a s e -
B a s e dR e a s o n i n g )是一种基于经验知识的推理方法,适用于没有完
整二精确的数学模型,而有丰富经验和大量历史记
录的领域,如设计二诊断等[1-2
],尤其对于复杂的二非结构化的决策问题具有显著优势[3
].
飞机等大型装备的结构复杂,许多故障现象难以用结构化
数据进行表达[1]
,使规则的提炼变得相当困难,采
用基于规则推理(R B R ,R u l e -B a s e dR e a s o n i n g )的故障诊断方法难度较大;由于飞机制造公司在售后服务过程中记录了大量排故案例,积累了丰富的维修经验,因此,将C B R 方法应用于飞机故障
诊断和维护,可以避开规则难以提取二知识获取困
难的瓶颈;同时,将历史记录中难以规则化的知识
和经验隐含在案例中,以案例形式表达,直观二容
易理解,能够反映故障的总体概貌,有利于现场人
员参考.本文针对飞机售后服务过程中的故障诊断和维修,通过讨论故障案例库的构建二案例的检
索匹配及案例的修改与维护等关键问题,逐步实
现C B R的故障分析方法和诊断原型系统.
1C B R故障诊断基本过程
C B R故障诊断方法核心思想是借鉴以前求解的经验来解决新的问题[2],为新的故障分析提供参考和依据.故障诊断基本过程如图1所示,包括案例表示二案例检索二案例匹配二添加新的案例等主要步骤,具体描述如下:
1)案例表示.采用一定的知识表示方法描述当前故障的环境状态和具体内容,形成目标案例.
2)案例检索与匹配.从案例库中检索出与当前案例在特征属性上相似二并对当前故障的诊断有启发和指导意义的案例,形成候选案例集;分别计算候选案例与当前案例的相似度,同时参考飞机结构信息二零部件特征等相关信息选择出最有参考价值的案例.
3)案例调整与修改.通过运用专家经验知识和人为干预对检索得出的案例进行调整二修改,形成适合于当前故障的案例,得出诊断结论. 4)案例添加.将新案例的诊断过程二评价结果添加到案例库中.
图1C B R的故障诊断过程模型
2C B R飞机故障诊断方法
在飞机故障诊断过程中,故障常以个案的方式处理,一个故障案例就是一次故障现象完整的解决方案,案例是C B R系统的核心要素,丰富的案例是实现案例推理的基础和前提.因此,C B R 方法用于飞机故障诊断的效果很大程度上取决于案例库的规模和质量.
2.1故障案例库的构建
2.1.1故障案例的搜集和提取
本文涉及的飞机故障诊断系统是以飞机售后服务系统为支撑的,案例主要来源于服务过程中的排故和维修记录,通过对某型号飞机3年的故障维修记录进行收集二整理二知识提取,获取了典型飞机故障案例.收集二整理历史记录过程中,针对故障信息的分散和缺失,通过由飞机维修领域专家建立故障信息和维修信息的关联,增加飞机部件的结构信息二环境信息和状态信息等方法,对原始信息进行补充和提炼,提高案例的完整性和可靠性.
2.1.2故障案例的表达
案例表示是案例推理的数据基础,案例的表达要遵循一定的规则,形成规范的结构.合理的案例表示方法有助于提高案例检索的精度和速度.一个案例是一个具体问题求解的完整表达,是对具体问题以及问题相关的环境二状态二解决方案的描述,是导致一定结果的一组属性集合.
故障案例的知识表示就是特征属性提取的过程,是对故障发生的具体情况尽可能详尽的描述,以便获得完整的故障信息.通过对该型号飞机故障情况的分析,确定飞机故障案例由2部分组成:故障描述和故障解决方案,具体内容如下[4]:①故障描述属性,包括故障机型二故障现象或代码二发生时间二发生位置等等;②解决方案属性,包括解决方案编号二相关描述二故障原因二故障排除方法二解释二参考经验.
通过以上的特征属性,可以针对获取的飞机典型故障记录建立故障案例库.以某个发动机为例,案例详细描述如图2所示,其中包括了案例的主要特征.
由于飞机故障案例各个特征属性的重要程度不同,在提取特征属性并逐个表达案例后,通过为各属性设置权重来表达不同属性对故障的影响程度.对于案例检索而言,重要的特征属性是故障现象或代码.
2.1.3故障案例的索引和存储
案例库索引策略的合理与否直接影响到案例的检索效率,合理的索引结构可以缩小搜索范围,提高检索效率.根据飞机故障特点和售后服务过程中的维修经验以及专家建议,本文对飞机维修案例库采用以下2类索引结构.
1)基本信息类:按照飞机的基本信息和故障信息(如机型二机号二使用部队编号二故障部件二故障类二发生地点等)建立索引.
2)结构信息类:故障通常发生于飞机的某个部件或组件,因此可根据飞机的层次结构(如液压
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第5期李青等:基于案例推理方法在飞机故障诊断中的应用
图2案例描述实例
系统二燃油系统等)建立索引.
本文采用关系数据库存储案例,利用关系数据库强大的数据管理功能,实现案例检索,案例添加二编辑二删除等操作.数据库结构由案例特征属性和相关辅助信息构成,一个记录对应一个案例,特征属性映射为数据库中的字段.
2.2故障案例的检索与匹配
案例检索的目的就是从案例库中寻找一个或多个与当前问题 最相似 的案例.案例检索的效率与案例的索引结构和匹配算法密切相关,如何准确二快速地获得案例的解决方案是评价C B R系统的一个重要方面.
飞机故障案例的检索分初步检索二案例匹配2个阶段进行.初步检索是根据待求解故障的突出特征,如故障类型或故障部件等,从案例库中检索出与之相关的一类案例;案例匹配是在初步筛选的一类案例基础上,全面比较所筛选出的案例与目标案例的相似性.因此,设计合理的案例匹配方法是C B R技术的关键之一[5].
2.2.1故障案例的检索
案例检索是从案例库中找出与待处理故障相近的一类案例作为候选案例.案例的相似具体表现为特征属性的相似,检索相似案例实质上是将2个案例的特征属性进行比较,如果对应的特征属性相互匹配度很高,则说明2个案例是相似的.因此,如何计算特征属性的匹配度成为解决问题的关键.由于案例的特征属性通常是文字性描述,在计算机系统中表现形式为字符串,鉴于维修记录中案例描述缺乏统一的规范,相同故障的描述很难完全一致,使案例匹配不可能依赖于2个字符串的完全匹配,例如 2号发动机的推力钢缆磨损断裂 与 右发推力钢索断裂 所描述的故障在语义上完全相同,但2个字符串的表达方式不完全一样,直接按字符串匹配处理无法得出二者相同的结论.因此按照中文字段匹配方法[6],需要对字符串先进行分词和替换处理,再通过将2个字符串所包含的实词进行比较来计算2个字符串的匹配度,实现方法分3个步骤,如图3所示.①分词处理,即首先将字符串分解为单个词,并去掉虚词,例如,A= 2号发动机的推力钢缆磨损断裂 ,分词后为A= 2号发动机~推力钢缆~磨损~断裂 ;②替换处理,用标准词典中的词条替换分词处理后的词条,如 2号发动机 用 右发 替换, 推力钢缆 用 推力钢索 替换,目的是使语义相同的词具有相同的表达,其中,标准词典是为了统一描述而建立的,包含了飞机专业术语和相对规范的表达形式;③字段匹配,即计算匹配度,匹配度定义为2个要进行匹配的字符串中相互匹配的单词个数除以2个字符串平均单词个数[4],即
s i m=2K/(N A+N B)(1)其中,N A和N B分别表示字符串A和B中的单词个数;K表示A和B中相互匹配的单词个数.
图3中文字段匹配框架
如上所述,经过分词二替换处理后,A= 右发~推力钢索~磨损~断裂 ,B= 右发~推力钢索~断裂 ,则N A=4,N B=3,K=3,则按式(1)计算A与B的匹配度为0.86.按照这一匹配算法可以得到故障案例每个特征属性的匹配度,然
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后采用目前应用最广泛的案例匹配算法 K-近邻方法(K-N e a r e s tN e i g h b o r)计算故障案例的匹配度.
2.2.2故障案例的匹配
按照上一节的方法可以计算出任意2个案例每个特征属性的匹配度,对特征属性的匹配度进行加权计算可得到2个案例的相似度,应用K N N 法计算相似性度函数为[4]
S I M(s,d)=en i=1ωi s i m(f s i,f d i)(2)其中,ωi为案例第i个特征属性的权重;s i m(f s i, f d i)为目标案例d与候选案例s第i个特征属性之间的匹配度,即在2.2.1节中计算的字符匹配度.通常情况下,特征属性的权重首先人为设定,即由有经验的专家确定权重初值,然后在案例使用中不断调整二检验,逐渐趋于合理.
假设一个待解决的故障有3个特征属性:故障现象二发生时间和发生位置.其中,故障现象为 2号发动机N2指示摆动 ,发生时间为 空中 ,发生位置为 2号发动机N2表 ,经过案例索引,检索到案例的故障现象为 右发N2传感器插头晃动导致N2指示摆动 ,发生时间为 地面 ,发生位置为 右发N2传感器 .根据专家经验,故障现象二发生时间二发生位置3种特征属性的权值分别设置为0.75,0.05,0.2.根据字符串匹配算法,计算3个特征属性的匹配度分别为0.67,0, 0.67,则按照式(2)计算2个案例的相似度为S I M=0.75?0.67+0.05?0+0.2?0.67= 0.64.同理,可以计算出所有候选案例与目标案例的相似度,按照相似度将候选案例由高到低排序,相似度越高参考价值越大.
2.3故障案例的调整和添加
通过案例检索和匹配,得到了按相似度降序排列的候选案例集,维修人员可以选择相似度高的一个或几个案例作为参考.但是所选出的排故案例与待解决的问题案例之间很难完全一致,通常存在或多或少的差异,可能无法直接应用,需要适当的调整.由于系统很难实现对案例内容自动修改,因此案例调整通常由人工完成[2].作为飞机外场排故,从大量的历史维修记录中找到最相似的排故方案,对维修人员具有很高的参考价值,维修人员可根据自身的知识在候选案例中选择最适合的案例辅助维修,并根据实际应用效果确定是否将此次排故过程作为一个新的案例添加到案例库.通过C B R系统的运行,不断丰富案例库,提高系统推理的准确性,促进经验二知识的学习.2.4故障案例的维护
随着新案例的加入和旧案例的删除,案例库不断完善和丰富,求解能力也逐渐增强.为避免案例库的无限膨胀和求解效率的下降,需要对案例库进行维护.案例库维护的主要问题就是使案例的增加和删除更加科学二合理,而案例增加和删除策略的核心在于如何保持案例库的适当规模,即以最小的案例数量获取最大的案例覆盖集[6].本文中案例维护策略如下:
1)案例相似度决定增删策略.系统中设定相似度阈值为0.9和0.4,即相似度大于0.9时,删除新案例;相似度小于0.4时,保留新案例;相似度在两者之间的案例由专家确定.
2)案例使用率决定增删.系统对案例库中的每个案例均设置一个字段记录案例的使用情况,当案例的使用率小于阈值0.1时,表示案例很少被重用,可根据当前案例库的案例数确定将该案例转移到临时案例库或直接删除等处理.
在以上增删策略中,阈值可以在系统使用过程中根据案例库规模二应用情况以及专家建议等因素进行动态调整,以适应实际需求.
3应用实例
基于C B R方法,应用W e b开发工具实现了飞机故障诊断支持原型系统.系统主要由基础信息管理及知识表达模块二案例库管理模块二诊断推理模块二用户界面和诊断报告模块组成,系统总体结构见图4.以该系统目前的飞机故障案例库为例,对一个新故障的诊断流程描述如下:
1)问题案例输入.输入新故障已知的特征属性,包括故障现象或代码二发生时间和发生位置等.
2)初步检索.根据索引策略,以 A T A各系统 为例,查出其所在的A T A号;根据A T A号,检索出对应的相似案例集.
3)案例匹配.按照飞机维修专家经验,确定每个特征属性的权值;计算问题案例与候选案例各特征属性的相似度;根据K N N法计算问题案例与候选案例总的相似度,检索得到的候选案例匹配结果如图5所示.
图4系统总体结构
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第5期李青等:基于案例推理方法在飞机故障诊断中的应用
图5案例检索结果界面
4)案例选择和重用.根据得到的案例匹配度排序结果,结合故障发生背景和实际情况,选用合适的案例作为排故的参考.
4结束语
针对飞机结构复杂,故障树难以建立和维护的特点,利用飞机售后服务积累的维护记录和诊断经验,将C B R方法应用于飞机故障诊断和维修.探讨了C B R的辅助故障诊断系统的结构,以及案例表示二案例检索和匹配等C B R方法的关键技术,基于W e b开发工具实现了原型系统,并在某航空企业进行了实例验证.
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(责任编辑:文丽芳)
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########实验报告 实验名称:回归分析
专业班级:333 姓名:#### 学号:#####实验日期: 33### 一、实验目的: 掌握相关系数的求解方法,能够熟练运用回归分析工具进行一元与多元线性回归分析,了解单因素方差分析工具的使用。 二、实验内容: (1)相关系数的计算 (2)单因素方差分析 (3)一元线性回归分析 三、实验过程: 1、利用图表进行回归分析 ①打开“饭店”工作表 ②插入“图表”,选择XY散点图。 ③在数据区域中输入B2:C11,选择“系列产生在——列”,单击“下一步”按钮。 ④打开“图例”页面,取消图例,省略标题。 ⑤单击“完成”按钮。 ⑥点击“趋势线”选项,选择“线性”选项,Excel将显示一条拟合数据点的直线。 ⑦打开“选项”页面,在对话框下部选择“显示公式”与“显示R平方根”选项,单击“确定”按钮,便得到趋势回归图。
⑦打开“选项”页面,在对话框下部选择“显示公式”与“显示R平方根”选项,单击“确定”按钮,便得到趋势回归图。
专业班级:￥￥￥姓名:### 学号: #### 实验日期:##### 2、利用工作表函数进行回归分析 ①打开“简单线性回归、xls”工作簿,选择“成本产 量”工作表。 ②在单元格A19、A20、A21与A22中分别输入“截距 b0”、“斜率b1”、“估计标准误差”与“测定系 数” 。 ③在单元格B19中输入公 式:“=INTERCEPT(C2:C15,B2:B15)” ,单击回车键。 ④在单元格B20中输入公式: “=SLOPE(C2:C15,B2:B15)”,单击回车键。 ⑤在单元格B21中输入公式: “=STEYX(C2:C15,B2:B15)”,单击回车键。 ⑥在单元格B22中输入公式: “=RSQ(C2:C15,B2:B15)”,单击回车键。 3、Excel 回归分析工具 ①打开“简单线性回归、xls”工作簿,选择“住房”工作表。 ②在“工具”菜单中选择“数据分析”选项,打开“数据分析”对话框。 ③在“分析工具”列表中选择“回归”选项,单击“确定”按钮,打开“回归”对话框。
发动机故障诊断与排除教案
常见车型故障码调取与清除 教案内容 一、日本丰田车系 1.调取故障码 普通方式调取故障码：打开点火开关，不起动发动机，用专用跨接线短接故障诊断座上的“ＴＥ１”与“Ｅ１”端子，仪表盘上的故障指示灯“CHECK ENGINE”即闪烁输出故障码。 2.清除故障码 故障排除后，将ECU中存储的故障码清除，方法有两种：一是关闭点火开关，从熔丝盒中拔下EFI熔丝（20A）10s以上；二是将蓄电池负极电缆拆开10s以上，但此种方法同时使时钟、音响等有用的存储信息丢失。 二、日本日产车系 随车型不同，故障码的调取与清除分三种不同方式： 1.如果在主电脑侧有一红一绿两个指示灯，另有一个“TEST”（检测）选择开关，调取故障码时，先打开点火开关，然后将“TEST”开关转至“ON”位置，两个指示灯即开始闪烁。根据红绿灯的闪烁次数读取故障码，红灯闪烁次数为故障码的十位数，绿灯闪烁的次数为故障码的个位。清除故障码时，将“TEST”开关转至“OFF”位置，再关闭点火开关即可清除故障码。主电脑位于仪表盘后或叶子板后。 2.如果在主电脑侧只有一个红色显示灯，另有一个可变电阻调节旋钮孔，调取故障码时，先打开点火开关，然后将可变电阻旋钮顺时针拧到底，等2 s后再将可变电阻旋钮逆时针拧到底，红色显示灯即开始闪烁输出故障码。每次操作只能输出一个故障码，有多个故障码时需重复上述操作。清除故障码时，将可变电阻旋钮顺时针拧到底，等15s 后再逆时针旋到底，再等 2 s后关闭点火开关即可清除故障码。 3.如果仪表盘上有故障指示灯“CHECK ENGINE”，则可通过短接诊断座上的相应端子调取故障码，日产车系故障诊断座位于发动机盖板支撑杆上方的熔丝盒内，有12端子和14端子两种，调取故障码时，先打开点火开关，然后取出12端子或14端子诊断座，并用跨接线短接诊断座上“6＃”和“7＃”端子（14端子诊断座）或“4＃”和“5＃”端子（12端子诊断座），等2s后拆开短接导线，仪表盘上的“CHECK ENGINE”灯即闪烁输出故障码（波形见下图）。每次操作只能输出一个故障码，有多个故障码时需重复上述操作。清除故障码时，将诊断座右上侧的两个端子短接15s以上，再关闭点火开关即可清除故障码。 日产车系故障码输出波形
课程名称：故障诊断方法与应用报告题目：内圈故障诊断实验报告学生班级；研152 学生姓名： 任课教师： 学位类别：
设备故障诊断技术是一种了解和掌握设备在使用过程中的状态，确定其整体或局部是正常或异常，早期发现故障及其原因，并能预报故障发展趋势的技术。安装合适的传感器可以获得故障的特征信号，通过信号反映故障产生原因。滚动轴承是机械中的易损元件，据统计旋转机械的故障有30%是由轴承引起的，它的好坏对机器的工作状态影响极大。轴承的缺陷会导致机器剧烈振动和产生噪声，甚至会引起设备的损坏。滚动轴承的振动可由于外部的振源引起，也可由于轴承本身的结构特点及缺陷引起。而随着科学技术不断发展和工业化程度的不断提高，机械设备精密程度、复杂程度及自动化程度不断提高，凭个人的感观经验对机械设备进行诊断己经远远不够，因此轴承的状态检测和故障诊断是十分必要的，已经成为机械设备故障诊断技术的重要内容。滚动轴承故障监测诊断方法有很多种，它们各具特点，其中振动信号法应用最广泛。本次实验就是采用振动信号法对滚动轴承故障实验平台的滚动轴承的故障信号进行分析。
1 绪论 (1) 2 轴承内圈故障特征频率 (2) 3 时域无量纲参数分析 (2) 3.1 时域波形 (2) 3.2 傅里叶变换运算分析故障 (3) 4通过自相关、互相关、功率谱运算分析故障 (4) 4.1 自相关分析 (4) 4.2 互相关运算分析故障 (5) 4.3功率谱密度 (6) 5 Haar小波分析 (7) 5.1小波分解 (7) 5.2 小波降噪 (9)
1 绪论 随着对滚动轴承的运动学、动力学的深入研究，对于轴承振动信号中的频率成分和轴承零件的几何尺寸及缺陷类型的关系有了比较清楚的了解，加之快速傅里叶变换技术的发展。开创了用频域分析方法来检测和诊断轴承故障的新领域。其中最具代表性的有对钢球共振频率的研究，对轴承圈自由共振频率的研究。本文主要着重于对滚动轴承内圈磨损的故障研究，主要研究方法为傅里叶变换，功率谱，自相关以及互相关，小波理论。 滚动轴承在运行过程中可能会因为各种原因出现故障，如安装不当、异物入侵、润滑不良、腐蚀和剥落等都会导致轴承出现故障。安装不当会导致轴承不对中，使得轴承在运行中，产生一种附加弯矩，给轴承增加附加载荷，形成附加激励，引起几组强烈振动，严重时会导致转子严重磨损、轴弯曲、联轴器和轴承断裂等严重后果。即使轴承安装正确，在长期的运行中，由于异物的入侵或则负荷的作用下，接触面会出现不同程度的金属剥落、裂痕等现象，进而导致旋转部件与故障区域接触时产生强烈振动。本次实验主要针对潜在危害很大的裂痕故障信号进行分析研究。滚动轴承在出现裂痕故障后，随着轴承的旋转，由于旋转部件与裂痕周期性的碰撞会产生周期性的冲击信号，且周期可以通过轴承结构计算得出。图1.1所示为滚动轴承基本结构。 图1.1 滚动轴承基本结构 d：滚动体直径 D：轴承节径（滚动体所在圆的直径） R：内圈直径 i R：外圈直径 o ：接触角（滚动体受力方向与轴承径向平面的夹角） Z：滚动体个数
1．故障是指产品丧失了规定的功能，或产品的一个或几个性能指标超过了规定的范围。它是产品的一种不合格状态。 2．故障按其对功能的影响分为两类：功能故障和潜在故障。 功能故障是指被考察的对象不能达到规定的性能指标；潜在故障又称作故障先兆，它是一种预示功能故障即将发生的可以鉴别的实际状态或事件。 3．故障按其后果分四类： 安全性后果故障：采取预防维修的方式；使用性后果故障：对使用能力有直接的不利影响，通常是在预防维修的费用低于故障的间接经济损失和直接修理费用之和时，才采用预防维修方式；非使用性后果故障：对安全性及使用性均没有直接的不利影响，只是使系统处于能工作但并非良好的状态，只有当预防维修费用低于故障后的直接维修费用时才进行预防维修，否则一般采用事后维修方式； 隐患性后果故障：通常须做预定维修工作。 4．故障按其产生原因及故障特征分类可分为早期故障、偶然故障和损耗故障。偶然故障也称随机故障，它是产品由于偶然因素引起的故障。对于偶然故障，通常预定维修是无效的。耗损故障是由于产品的老化、磨损、腐蚀、疲劳等原因引起的故障。这种故障出现在产品可用寿命期的后期，故障率随时间增长，采用定期检查和预先更换的方式是有效的。 5．故障模式或故障类型是故障发生时的具体表现形式。故障模式是由测试来判断的，测试结果显示的是故障特性。 6．故障机理是故障的内因，故障特征是故障的现象，而环境应力条件是故障的外因。 7．应力-强度模型：当施加在元件、材料上的应力超过其耐受能力时，故障便发生。这是一种材料力学模型。 8．高可靠度状态（图1.2-2（a））：应力和强度分布的标准差很小，且强度均值比应力均值高得多，安全余量Sm很大，所以可靠度很高。 图1.2-2（b）所示为强度分布的标准差较大，应力分布标准差较小的情况，采用高应力筛选法，让质量差的产品出现故障，以使母体强度分布截去低强度范围的一段，使强度与应力密度曲线下重叠区域大大减小，余下的装机件可靠度提高。 图1.2-2（c）所示为强度分布标准差较小，但应力分布标准差较大的情况，解决的办法最好是减小应力分布的标准差，限制使用条件和环境影响或修改设计。
市场调查分析案例 市场调查分析是市场调查的重要组成部分。通过市场调查收集到的原始资料，是处于一种零散、模糊、浅显的状态，只有经过进一步的处理和分析，才能使零散变为系统、模糊走向清晰、浅显发展为深刻，分析研究其规律性，达到正确认识社会现象目的，为准确的市场预测提供参考依据，最终为调查者正确决策提供有力的依据。 市场调查分析的原则：从全部事实出发，坚持事实求实的观点；全面分析问题，坚持一分为二的观点；必须从事物的相互联系，相互制约中分析问题； 市场调查分析方法：单变量统计量分析、单变量频数分析、多变量统计量分析、多变量频数分析、相关分析、聚类分析、判别分析、因子分析等。 案例：某市家用汽车消费情况调查分析案例 随着居民生活水平的提高，私车消费人群的职业层次正在从中高层管理人员和私营企业主向中层管理人员和一般职员转移，汽车正从少数人拥有的奢侈品转变为能够被更多普通家庭所接受的交通工具。了解该市家用汽车消费者的构成、消费者购买时对汽车的关注因素、消费者对汽车市场的满意程度等对汽车产业的发展具有重要意义。 本次调研活动中共发放问卷400份，回收有效问卷368份，根据整理资料分析如下。 一、消费者构成分析 1 、有车用户家庭月收入分析
5000元以上8.69 100.00 目前该市有车用户家庭月收入在2000?3000元间的最多；有车用户平均月收入为2914.55元,与该市民平均月收入相比，有车用户普遍属于收入较高人群。61.96%的有车用户月收入在3000元以下，属于高收入人群中的中低收入档次。因此，目前该市用户的需求一般是每辆10?15万元的经济车型。 2、有车用户家庭结构分析 表2: 有车用户家庭结构 Di nk家庭(double in come no kid ),即夫妻二人无小孩的家庭，占有车家 庭的比重大，为36.96%。其家庭收入较高，负担较轻、支付能力较强，文化层次高、观念前卫，因此Dink家庭成为有车族中最为重要的家庭结构模式。核心家庭，即夫妻二人加上小孩的家庭，比重为34.78%。核心家庭是当前社会中最普遍的家庭结构模式，因此比重较高不足为奇。联合家庭，即与父母同住的家庭, 仅有8.70%。单身族占17.39%,这部分人个人收入高，且时尚前卫，在有车用户中占据一定比重。另外已婚用户比重达到了81.5%,而未婚用户仅为18.5%。 3、有车用户职业分析 调查显示有29%勺消费者在企业工作，20%勺消费者是公务员，另外还有自由职业者、机关工作人员和教师等。目前企业单位的从业人员，包括私营业主、高级主管、白领阶层仍是最主要的汽车使用者。而自由职业者由于收入较高及其工作性质，也在有车族中占据了较 高比重。详见图1。
1、民航客机事故？ ①设计和维修方案不合理； ②人为差错导致飞行事故； ③环境因素造成飞机故障。 2、维修性：产品维修的难易程度。 3、故障：指产品丧失了规定的功能，或产品的一个或几个性能指标超过了规定的范围 4、规定的功能：指国家有关法规、质量标准，以及合同规定的对产品适用、安全和其他特性的要求。 5、故障类型的划分：①按功能的影响划分为功能故障和潜在故障；②按故障的后果划分为安全性后果故障、使用性后果故障、非使用 性后果故障和隐患性后果故障；③按故障产生的原因及故障特征分为早期故障、偶然故障和耗损故障。 6、故障模式：是故障发生时的具体表现形式。 7、故障机理：在应力和时间的条件下，导致故障发生的物理、化学、生物或机械等过程。 8、故障机理是故障的内因，故障特征是故障的现象，环境应力条件是故障的外因。 9、有关机械、电气机械等零部件故障的机理通常归为以下六大类：蠕变或应力断裂、腐蚀、磨损、冲击断裂、疲劳和热，这种分类方 法简称“SCWIFT”分类。 10、应力-强度模型是指当施加在元件、材料上的应力超过其耐受能力时，故障便发生。 11、常用的故障模型有应力-强度模型，反应论模型、最弱环模型和累积损伤模型。 12、故障物理这门学科的目的是在于研究产品在正常或特殊应力下，故障发生和发展过程以及故障的原因，提出减少故障措施，从
而改进产品的可靠性。 13、采用故障物理分析方法的步骤：①详细记录在研制、试验和使用中所出现的故障、缺陷和不良现象；②对故障过程进行调查、 分析，详细观测故障现象；③做出故障外因和故障机理假设，建立故障过程模型；④通过对故障过程分析，验证假设；⑤提出改进措施。 14、故障树分析法：检查FTA法，是一种将系统故障形成的原因由总体至部分按树枝状逐级细化的分析方法，目的是判明基本故障， 确定故障的原因，影响和发生概率。 15、故障树:一张由事件符号和逻辑门符号组成的逻辑图。 16、故障树分析法的优点：①直观、形象；②灵活性强；③具有通用性。 17、故障树分析法的缺点：①理论性强，逻辑性严密，因此要求分析人员对所研究的对象必须有彻底的了解，并有比较丰富的设计 和运行经验；②建树工作量大，易导致错漏，若故障树中遗漏了一些重要事件，则可能导致完全错误的结果。 18、故障树中使用的符号可分为事件符号和逻辑门符号，常见的故障事件符号有顶事件、中间事件、底事件、省略事件和转移事件。 逻辑门符号分为常用逻辑门符号和特殊逻辑门符号，常用逻辑门符号有逻辑与门、逻辑或门和逻辑非门；特殊逻辑门符号有逻辑禁门、异或门、表决门和顺序与门。 19、建造故障时的方法有两种，人工演绎法和计算机辅助法。 20、建造故障树的步骤：①建树准备（收集相关资料）；②选择顶事件；③建造故障树；④审查与简化故障树。 21、顶事件选取应当遵循的原则：①顶事件必须有确切的定义，不能含混不清，模棱两可；②顶事件必须是能分解的，以便分析顶 事件和底事件之间的关系；③顶事件能被监测和控制，以便对其进行测量、定量分析，并采取措施防止其发生；④顶事件最好有代
何晓群编著，《现代统计分析方法与应用》第三版，中国人民大学出版社，2012。数据和部分程序下载 第2章 服装标准例程序利用R软件，运行如下R程序便可计算相应的条件均值和条件协方差矩阵： #均值向量 m=matrix(c(154.98,83.39,70.26,61.32,91.52),nrow=5,ncol=1); m; #协方差矩阵 sigma=matrix(c(29.66,6.51,1.85,9.36,10.34, 6.51,30.53,25.54,3.54,19.53, 1.85,25.54,39.86, 2.23,20.70, 9.36,3.54,2.23,7.03,5.21, 10.34,19.53,20.70,5.21,27.36),5,5); sigma; #条件均值 x5=85; m1=matrix(m[1:4,1],4,1)+matrix(sigma[1:4,5]*sigma[5,5]^(-1),4,1)%*%(x5-sigma[5,1]); m1; #条件协方差1(d[x1,x2,x3,x4|x5]) d1=sigma[1:4,1:4]-matrix(sigma[1:4,5]*sigma[5,5]^(-1),4,1)%*%matrix(sigma[5,1:4],1,4); d1; #条件协方差2(d[x1,x2,x3|x4,x5]) d2=d1[1:3,1:3]-matrix(d1[1:3,4]*d1[4,4]^(-1),3,1)%*%matrix(d1[4,1:3],1,3); d2; 注：上面程序假定 585 X ，可以根据实际情况更改 5 X的值以计算相应的条件均值。 利用R软件，运行如下的R程序便可计算出偏相关系数： #均值向量 m=matrix(c(154.98,83.39,70.26,61.32,91.52),nrow=5,ncol=1); m; #协方差矩阵 sigma=matrix(c(29.66,6.51,1.85,9.36,10.34, 6.51,30.53,25.54,3.54,19.53, 1.85,25.54,39.86, 2.23,20.70, 9.36,3.54,2.23,7.03,5.21, 10.34,19.53,20.70,5.21,27.36),5,5); sigma;
因子分析与主成分分析 一、问题概述 现希望对30个省市自治区经济发展基本情况的八项指标进行分析。具体采用的指标只有：GDP、居民消费水平、固定资产投资、职工平均工资、货物周转量、居民消费价格指数、商品零售价格指数、工业总产值。这是一个综合分析问题，八项指标较多，用主成分分析法进行综合。 二、数据处理与分析 1.因子分析 打开数据后，在SPSS中进行因子分析的步骤如下： 选择“分析---降维---因子分析”，在弹出的对话框里 （1）描述---系数、KMO与Bartlett的球形度检验 （2）抽取---碎石图、未旋转的因子解 （3）旋转---最大方差法、旋转解、载荷图 （4）得分---保存为变量、显示因子得分系数矩阵 （5）选项---按大小排序 点击确定得到如下各图： 图3-1 图3-2 KMO 和 Bartlett 的检验 取样足够度的 Kaiser-Meyer-Olkin 度量。.620 Bartlett 的球形度检验近似卡方231.285 df 28 Sig. .000 图3-3 公因子方差
图3-6 成份矩阵a
图3-9
（2）因子模型中各统计量的意义 A）因子载荷错误！未找到引用源。：因子载荷错误！未找到引用源。为第i个变量在第j个因子上的载荷，实际上就是错误！未找到引用源。与错误！未找到引用源。的相关系数，表示变量错误！未找到引用源。依赖因子错误！未找到引用源。的程度，反应了第i个变量错误！未找到引用源。对于第j个因子错误！未找到引用源。的重要性。 B）变量错误！未找到引用源。的变量共同度：k个公因子对第i个变量方差的贡献，也称为公因子方差比，记为错误！未找到引用源。，公式为：错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。（j=1,2,….,k）
毕业（设计）论文 系（部）汽车工程系 专业汽车检测与维修技术 班级09级汽车检测与维修三班 指导教师 姓名学号
汽车发动机常见故障诊断与排除方法 【摘要】本文阐述了汽车发动机的常见故障诊断和排除方法，由于新技术在发动机上的运用，发动机的故障更加的复杂化。发动机的故障也是汽车故障中故障率最高、难点最高的组成部分。现对曲柄连杆机构、配气机构、燃油供给系、润滑系、起动系、冷却系以及点火系的常见故障进行分析和排除。主要对燃油供给系、润滑系、起动系作了详细的讲解。 【关键词】配气机构点火系润滑系冷却系故障排除检修
【目录】 第一章发动机的总体组成和作用 (1) (1) 1 第二章曲柄连杆机构的常见故障及排除 (2) 2.1曲柄轴承异响 (2) 2.2连杆轴承异响 (2) 第三章配气机构的常见故障诊断与排除 (3) 3.1凸轮轴异响 (3) 3.2气门脚异响 (3) 3.3气门弹簧异响 (4) 3.4气门座圈异响 (4) 第四章冷却系的作用、组成及常见故障与排除 (5) 4.1作用及组成 (5) 4.2常见故障与排除方法 (5) 4.2.1冷却液充足但发动机过热 (5) 4.2.2 冷却液不足引起发动机过热 (6) 第五章点火系的常见故障的诊断与排除 (7) 5.1故障分类 (7) 5.2点火时间过早 (7) 5.3点火时间过迟 (7) 5.4发动机的回火及放炮 (7) 5.5发动机爆震和过热 (8)
第六章润滑系作用、组成及常见故障与排除 (9) 6.1作用和组成 (9) 6.2润滑系常见故障及排除 (9) 6.2.1 机油压力过低 (9) 6.2.2 机油压力过高 (10) 6.2.3 机油消耗过多 (10) 第七章燃油供给系的常见故障排除及检修要点 (11) 7.1电控燃油供给系统的组成 (11) 7.2不来油或来油不畅 (11) 7.3发动机怠速不良故障 (12) 7.4混合气稀故障 (12) 7.5加速不良故障 (13) 7.6电控燃油系统检查要点 (14) 第八章起动系的组成及常见故障诊断分析 (15) 8.1起动机不运转 (15) 8.2起动机运转无力 (16) 第九章结论 (17) 参考文献 (18) 致 (19)
故障诊断理论方法综述 故障诊断的主要任务有：故障检测、故障类型判断、故障定位及故障恢复等。其中：故障检测是指与系统建立连接后，周期性地向下位机发送检测信号，通过接收的响应数据帧，判断系统是否产生故障；故障类型判断就是系统在检测出故障之后，通过分析原因，判断出系统故障的类型；故障定位是在前两部的基础之上，细化故障种类，诊断出系统具体故障部位和故障原因，为故障恢复做准备；故障恢复是整个故障诊断过程中最后也是最重要的一个环节，需要根据故障原因，采取不同的措施，对系统故障进行恢复一、基于解析模型的方法 基于解析模型的故障诊断方法主要是通过构造观测器估计系统输出，然后将它与输出的测量值作比较从中取得故障信息。它还可进一步分为基于状态估计的方法和基于参数估计的方法，前者从真实系统的输出与状态观测器或者卡尔曼滤波器的输出比较形成残差，然后从残差中提取故障特征进而实行故障诊断；后者由机理分析确定系统的模型参数和物理元器件之间的关系方程，由实时辨识求得系统的实际模型参数，然后求解实际的物理元器件参数，与标称值比较而确定系统是否发生故障及故障的程度。基于解析模型的故障诊断方法都要求建立系统精确的数学模型，但随着现代设备的不断大型化、复杂化和非线性化，往往很难或者无法建立系统精确的数学模型，从而大大限制了基于解析模型的故障诊断方法的推广和应用。 二、基于信号处理的方法 当可以得到被控测对象的输入输出信号，但很难建立被控对象的解析数学模型时，可采用基于信号处理的方法。基于信号处理的方法是一种传统的故障诊断技术，通常利用信号模型，如相关函数、频谱、自回归滑动平均、小波变换等，直接分析可测信号，提取诸如方差、幅值、频率等特征值，识别和评价机械设备所处的状态。基于信号处理的方法又分为基于可测值或其变化趋势值检查的方法和基于可测信号处理的故障诊断方法等。基于可测值或其变化趋势值检查的方法根据系统的直接可测的输入输出信号及其变化趋势来进行故障诊断，当系统的输入输出信号或者变化超出允许的范围时，即认为系统发生了故障，根据异常的信号来判定故障的性质和发生的部位。基于可测信号处理的故障诊断方法利用系统的输出信号状态与一定故障源之间的相关性来判定和定位故障，具体有频谱分析方法等。 三、基于知识的方法 在解决实际的故障诊断问题时，经验丰富的专家进行故障诊断并不都是采用严格的数学算法从一串串计算结果中来查找问题。对于一个结构复杂的系统，当其运行过程发生故障时，人们容易获得的往往是一些涉及故障征兆的描述性知识以及各故障源与故障征兆之间关联性的知识。尽管这些知识大多是定性的而非定量的，但对准确分析故障能起到重要的作用。经验丰富的专家就是使用长期积累起来的这类经验知识，快速直接实现对系统故障的诊断。利用知识，通过符号推理的方法进行故障诊断，这是故障诊断技术的又一个分支——基于知识的故障诊断。基于知识的故障诊断是目前研究和应用的热点，国内外学者提出了很多方法。由于领域专家在基于知识的故障诊断中扮演重要角色，因此基于知识的故障诊断系统又称为故障诊断专家系统。如图1.1
统计调查方案设计案例 ▲统计调查方案的内容和撰写： 一、统计调查方案的主要内容 1、确定统计调查目的和任务 2、确定调查对象和调查单位 调查对象是指依据调查的任务和目的，确定本次调查的范围及需要调查的那些现象的总体。 调查单位是指所要调查的现象总体所组成的个体，也就是调查对象中所要调查的具体单位，即我们在调查中要进行调查研究的一个个具体的承担者。 3、确定调查内容和调查表 （1）调查课题如何转化为调查内容 调查课题转化为调查内容是把已经确定了的调查课题进行概念化和具体化。 （2）调查内容如何转化为调查表 如何把调查内容设计为调查表，这一问题会在下一章中专门介绍。 4、调查方式和调查方法 5、调查项目定价与预算 6、统计数据分析方案 7、其他内容 包括确定调查时间，安排调查进度，确定提交报告的方式，调查人员的选择、培训和组织等。 二、统计调查方案的撰写 1、统计调查方案的格式 包括摘要、前言、统计调查的目的和意义、统计调查的内容和范围、调查采用方式和方法、调查进度安排和有关经费开支预算、附件等部分。 2、撰写统计调查方案应注意的问题 （1）一份完整的统计调查方案，上述1—7部分的内容均应涉及，不能有遗漏。否则就是不完整的。 （2）统计调查方案的制订必须建立在对调查课题的背景的深刻认识上。
（3）统计调查方案要尽量做到科学性与经济性的结合。 （4）统计调查方案的格式方面可以灵活，不一定要采用固定格式。 （5）统计调查方案的书面报告是非常重要的一项工作。一般来说，统计调查方案的起草与撰写应由课题的负责人来完成。 三、统计调查方案的可行性研究 （一）统计调查方案的可行性研究的方法 1、逻辑分析法 逻辑分析法是指从逻辑的层面对统计调查方案进行把关，考察其是否符合逻辑和情理。 2、经验判断法 经验判断法是指通过组织一些具有丰富市场调查经验的人士，对设计出来的统计调查方案进行初步研究和判断，以说明统计调查方案的合理性和可行性。 3、试点调查法 试点调查法是通过在小范围内选择部分单位进行试点调查，对统计调查方案进行实地检验，以说明调查方案的可行性的方法。 （二）统计调查方案的模拟实施 统计调查方案的模拟实施是只对那些调查内容很重要，调查规模又很大的调查项目才采用模拟调查，并不是所有的统计调查方案都需要进模拟调查。模拟调查的形式很多，如客户论证会和专家评审会等形式。 （三）统计调查方案的总体评价 统计调查方案的总体评价可以从不同角度来衡量。但是，一般情况下，对统计调查方案进行评价应包括四个方面的内容,即：统计调查方案是否体现调查目的和要求；统计调查方案是否具有可操作性；统计调查方案是否科学和完整；统计调查方案是否具有调查质量高、效果好。 ▲案例：湘潭大学单放机市场调查计划书 一、前言
民航飞机故障诊断概述 民航飞机故障诊断的特点 1、故障诊断必须满足适航性的要求 民用航空，包括民用航空器的设计、制造、使用和维修均处十有关国际组织和I各国法规的严格控制之下。对飞机进行故障诊断的适航性要求主要体现在飞机。 2、故障征兆和I故障原因间不一定有明确的对应关系 飞机系统由30多个子系统组成，子系统之间相互关联。并目‘子系统又包含了多个分系统。在子系统内，层次之间的信息联系又是不确定的。例如A32。系列飞机的无线电导航系统、大气数据惯性基准系统(ADIRS、飞行管理、制导计算机系统(FMGCS、电子飞行仪表系统(EFIS)等都与飞行控制系统存在着数据通信。Ifn飞行控制系统内部的分系统之间又存在相互交联信号。由此可见，故障具有纵向传播和横向传播特性。较高层次系统的故障来源十底层次系统故障，同一层次上的不同系统之间在结构和功能上存在许多联系和祸合。 3、故障诊断涉及的结构层次有所提高 随着飞机模块化、集成化程度的提高，故障诊断的结构层次也相应提高。尤其是航线维护，当故障源查到某一部件层，就要求整体更换此部件来排除故障。即航线维护就是诊断到部件级，非兀件级。 4、诊断时间要求紧 航线维护是在航前、航后、短停期间进行。为了减少因航班延误带来的损失，要求航线维护在规定时间内完成。尤其是短停，时间要求紧。 5、航线可更换件维修的难点集中在诊断逻辑部分 飞机系统故障诊断的步骤主要为:首先要检测到故障特征信号并完成故障征兆的提取:这一步可由飞机的自检设备完成并显示征兆信息。在大多数情况下无须维修人员参与。其次根据故障征兆确定故障原因，此处是故障诊断的难点，尤其是对十疑难故障，BITE难以做到对故障的准确定位。 民航飞机故障诊断的知识来源 维修手册、维修大纲、可靠性分析报告}so]和专家经验是民航飞机故障诊断的主要知识来源。 1、维修手册 维修手册中包含了民航飞机的系统结构图、系统原理图、故障诊断步骤等信息，维修人员在使用时按自己的理解形成推理规则。维修手册内容主要包括传统的故障隔离和排除的全过程。由十维修手册是标准文件，未体现出飞机使用后的个体特征和环境差异，同时从维修手册中获取的规则往往比实际情况复杂。 2、维修大纲 维修大纲是民航飞机故障诊断依据的计划性文件，主要包含了部件的计划维修信息，包括故障发生的维修间隔、维修等级、计划维修项目、零部件的重要度等信息。通过维修大纲可以估计故障出现的时间，用这一时间与实际的工作时间比较，可以指导故障诊断。维修手册与维修大纲都是设计人员制订的。 3、可靠性报告 可靠性报告是由飞机制造商和航空公司定时发布的，是故障统计历史信息的
故障诊断及相关应用 摘要 故障诊断技术是一门以数学、计算机、自动控制、信号处理、仿真技术、可靠性理论等有关学科为基础的多学科交叉的边缘学科。故障诊断技术发展至今，已提出了大量的方法，并发展成为一门独立的跨学科的综合信息处理技术，是目前热点研究领域之一。我国的一些知名学者也在这方面取得了可喜的成果。 关键字：故障诊断，信息处理 1故障诊断技术的原理及基本方法 按照国际故障诊断权威，德国的Frank P M教授的观点，所有的故障诊断方法可以划分为3种：基于解析模型的方法、基于信号处理的方法和基于知识的方法。 1.1基于解析模型的故障诊断方法 基于解析模型的方法是发展最早、研究最系统的一种故障诊断方法。所谓基于解析模型的方法，是在明确了诊断对象数学模型的基础上，按一定的数学方法对被测信息进行诊断处理。其优点是对未知故障有固有的敏感性；缺点是通常难以获得系统模型，且由于建模误差、扰动及噪声的存在，使得鲁棒性问题日益突出。 基于解析模型的方法可以进一步分为参数估计方法、状态估计方法和等价空间方法。这3种方法虽然是独立发展起来的，但它们之间存在一定的联系。现已证明：基于观测器的状态估计方法与等价空间方法是等价的。相比之下，参数估计方法比状态估计方法更适合于非线性系统，因为非线性系统状态观测器的设计有很大困难，通常，等价空间方法仅适用于线性系统。 1.1.1参数估计方法 1984年，Iserman对于参数估计的故障诊断方法作了完整的描述。这种故障诊断方法的思路是：由机理分析确定系统的模型参数和物理元器件参数之间的关系方程，由实时辨识求得系统的实际模型参数，进而由关系方程求解实际的物理元器件参数，将其与标称值比较，从而得知系统是否有故障与故障的程度。但有时关系方程并不是双射的，这时，通过模型参数并不能求得物理参数，这是该方法最大的缺点。目前，非线性系统故障诊断技术的参数估计方法主要有强跟踪滤波方法。在实际应用中，经常将参数估计方法与其他的
汽车常见故障诊断排除 方法详细 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】
汽车常见故障诊断排除方法详细 常见故障一：汽油消耗量过大是何原因 1、机械因素： 汽车故障导致效率下降，请回厂检修确定无故障。 汽车发动机磨损老旧：大修发动机。 2、胎压不足：请时常注意轮胎状况，保持胎压，不但省油且增长使用寿命。 刹车咬住：可自行作慢速测试，确定刹车无此状况。 3、人为操作因素： 温车过久：在发动后至多30秒钟，确认所有警示灯熄灭即可上路。 狂暴驾驶：急踩油门加速又紧急刹车，或飙至极速，除了耗油外，机械亦加速磨损，应尽量避免。 开冷气睡觉或长时间等人而不熄火，除了耗油，且发动机容易积碳。 长时间使用不必要的电器，如除雾线、加强等，因为天下没有白吃的午餐，电力的消耗也会转嫁于汽油消耗。 空调制冷效率下降
4、交通因素： 短程使用：发动机可能尚未加热至正常工作温度，即抵达目的地，由于冷机效率低，燃料大半消耗于将发动机及加温，耗油是不可避免的，此种用车状况亦会导致发动机积碳。 市区行车：市区行车因堵车及红绿灯，停停行行耗油量甚至数倍于高速公路行车。 5、其它因素： 车上如放置过多的杂物长期下来也会导致耗油量增加。 常见故障二：排气管冒黑烟是什么原因冒白烟是什么原因冒蓝烟是什么原因 1、排气管冒黑烟： 说明发动机混合气过浓导致燃烧不充分。当过脏、不良、故障等，均会造成发动机冒黑烟。2、排气管冒白烟： 3、 4、说明喷油器雾化不良或滴油使部分汽油不燃烧；汽油中有水；盖和有肉眼看不见的裂纹，垫 损坏使内进水；机温太低。可以通过以下方法解决：清洗或更换喷油器，调整喷油压力；清除油箱和油路中水分；不买低价劣质油；更换气缸垫、、气缸盖. 5、 6、3、排气管冒蓝烟： 7、 8、说明机油进入燃烧室参加燃烧，与未完全磨合，机油从缝隙进入；粘合在槽内，的锥面装 反，失去刮油的作用；活塞环磨损过度，机油从开口间隙跑进燃烧室；油面过高；气门与导管磨损，间隙过大。可以通过以下方法解决：新车或大修后的机车都必须按规定磨合发动机，使各部零
设备故障诊断原理技术及应用 机械设备故障诊断技术随着近十多年来国际上电子计算机技术、现代测量技术和信号处理技术的迅速发展而发展起来,是一门了解和掌握机械设备在使用过程中的状态,确定其整体或局部是否正常,早期发现故障及原因,并预报故障发展趋势的技术。 1.机械设备故障诊断的发展过程 设备故障诊断是指在一定工作环境下,根据机械设备运行过程中产生的各种信息判别机械设备是正常运行还是发生了异常现象,并判定产生故障的原因和部位,以及预测、预报设备状态的技术,故障诊断的实质就是状态的识别。 诊断过程主要有3 个步骤: ①检测设备状态的特征信号; ②从所检测的特征信号中提取征兆; ③故障的模式识别。其大致经历以下3 个阶段: ①基于故障事件原故障诊断阶段,主要缺点是事后检查,不能防止故障造成的损失; ②基于故障预防的故障诊断阶段; ③基于故障预测的故障诊断阶段,它是以信号采集与处理为中心,多层次、多角度地利用各种信息对机械设备的状态进行评估,针对不同的设备采取不同的措施。 2.开展故障诊断技术研究的意义 应用故障诊断技术对机械设备进行监测和诊断,可以及时发现机器的故障和预防设备恶性事故的发生,从而避免人员的伤亡、环境的污染和巨大的经济损失。应用
故障诊断技术可以找出生产设备中的事故隐患,从而对机械设备和工艺进行改造以 消除事故隐患。状态监测及故障诊断技术最重要的意义在于改革设备维修制度,现在多数工厂的维修制度是定期检修,造成很大的浪费。由于诊断技术能诊断和预报设备的故障,因此在设备正常运转没有故障时可以不停车,在发现故障前兆时能及时停车。按诊断出故障的性质和部位,可以有目的地进行检修,这就是预知维修—现代化维修 技术。把定期维修改变为预知维修,不但节约了大量的维修费用,而且,由于减少了许多不必要的维修时间,而大大增加了机器设备正常运转时间,大幅度地提高生产率,产生巨大的经济效益。因此,机械状态监测与故障诊断技术对发展国民经济有相当重要的作用。 3.机械故障诊断的研究现状 机械故障诊断作为一门新兴的综合性边缘学科,经过30 多年的发展,己初步形成了比较完整的科学体系。就其技术手段而言,已逐步形成以振动诊断、油样分析、温度监测和无损探伤为主,其他技术或方面为辅的局面。这其中又以振动诊断涉及的领域最广、理论基础最为雄厚、研究得最具生机与活力。目前,对振动信号采集来说, 计算机技术足以胜任各种场合的需要。在振动信号的分析处理方面,除了经典的统计分析、时频域分析、时序模型分析、参数辨识外,近来又发展了频率细化技术、倒谱分析、共振解调分析、三维全息谱分析、轴心轨迹分析以及基于非平稳信号假设的短时傅立叶变换、Wign2er 分布和小波变换等。就诊断方法而言,除了单一参数、 单一故障的技术诊断外,目前多变量、多故障的综合诊断已经兴起。 人工智能的研究成果为机械故障诊断注入了新的活力,故障诊断的专家系统不
1、甲乙两地某病的死亡率进行标准化计算时，其标准选择（）* A.不能用甲地数据 B.不能用乙地数据 C.不能用甲地和乙地的合并数据 D.可能用甲地或乙地的数据 E.以上都不对 2、实验设计应遵循的基本原则是（）* A.随机化、对照、盲法 B.随机化、盲法、配对 C.随机化、重复、配对 D.随机化、齐同、均衡 E.随机化、对照、重复 3、对于一组服从双变量正态分布的资料，经直线相关分析得相关系数r=，对该资料拟合回归直线，则其回归系数b值（）* >0 =0 <0 =1 E.不能确定正负 4、以下属于分类变量的是（）* 得分 B.心率
C.住院天数 D.性别 E.胸围 5、抽样调查某市正常成年男性与女性各300人，测得其血红蛋白含量( g/L)。欲比较男性与女性的血红蛋白含量是否有差异，假设男性和女性的血红蛋白含量的总体方差相等，应采用（）*c A.样本均数与总体均数比较的t检验 B.配对t检验 C.成组t检验 D.配对设计差值的符号秩和检验 E.成组设计两样本比较的秩和检验 6、进行方差分析时，数据应满足（）* A.独立性、正态性、大样本 B.独立性、正态性、方差齐性 C.独立性、方差齐性、大样本 D.独立性、正态性、平行性 E.正态性、方差齐性、大样本 7、同类定量资料下列指标，反映样本均数对总体均数代表性的是（）* A.四位分数间距 B.标准误 C.变异系数 D.百位分数
E.中位数 8、完全随机设计的方差分析组间变异来自于（）* A.个体 B.全部观察值 C.随机因素 D.处理因素 E.随机因素和处理因素 9、统计工作的基本步骤是（）* A.及时收集完整、准确的资料 B.综合资料 C.方差分析时要求个样本所在总体的方差相等 D.完全随机设计的方差分析时，组内均方就是误差均方 E.完全随机设计的方差分析时，F=MS组间/MS组内 10、生存分析中的结果变量是（）*d A.生存时间 B.寿命表法生存曲线呈阶梯型 C.生存率 D.生存时间与随访结局 E.生存时间与生存率 11、反映血型为AB型的人在人群中所占的比例，宜计算（）* A.率
汽车空调故障诊断与排除方法 感官诊断法 1 汽车空调系统的组成 汽车空调系统主要由制冷、暖气、通风、净化和控制五大子系统组成。其中制冷系统主要由压缩机、冷凝器、干燥储液器（简称干燥瓶）、膨胀阀、蒸发器和高、低管等组成。如图-1所示。 图-1 制冷系统组成 2 汽车空调制冷系统的工作原理 汽车空调的制冷原理简单地说就是一个物体由气态经过放热冷凝变为液态、又由液态经过吸热蒸发变为气态的循环过程，包括压缩、冷凝、膨胀和蒸发四个过程，也即：制冷压缩机由发动机带动旋转，将制冷剂蒸气从蒸发器内吸入并被压缩高压高温的气体，然后通过高压软管送入冷凝器；冷凝器依靠散热风扇和车辆行驶时的“迎头风”进行散热冷却，将制冷剂蒸气放热冷凝变为中温高压的液态制冷剂；液态制冷剂在高压下（经干燥瓶的作用）被压向膨胀阀；由于膨胀阀的作用，使液态制冷剂经过限量降压后进入蒸发器，由于蒸发器体积变大而压力下降，液态制冷剂吸热蒸发变成低温低压的气态制冷剂，从而使流经蒸发器外表的空气变冷（制冷），然后由鼓风机将冷空气送入车厢，使车厢内的温度降低；吸热后的气态制冷剂又被压缩机吸入，开始下一轮循环。如图-2所示。 3 感官诊断法在汽车空调故障诊断中的应用
在汽车空调维修过程中，维修人员可以借助眼、耳、鼻、身等感觉器官所产生的视觉、听觉、嗅觉、触觉（冷热感和振动感）和维修经验来诊断汽车空调制冷系统的常见故障。 图-2 制冷循环过程 3.1 看——用眼视察制冷系统运转时有无异常 3.1.1 看视液镜内制冷剂的流动状态 起动发动机，并将转速稳定在1500～1700r／min，打开A/C开关，让制冷系统运行 5-10min。擦干净视液镜的玻璃，把调温键置于Max的最大制冷位置，使鼓风机和冷凝器散热风机最高速运转。这时可以通过视液镜中观察到如下几种情况。如图-3所示。 (1)视液窗内有气泡或泡沫,可视为制冷剂不足。 (2)向冷凝器上溅水, 若视液窗内无气泡出现, 可视为制冷剂过多。 (3)视液窗内污浊有油花,则表明润滑油过多。
系统故障检测与诊断方法应用与研究 杨常伟 西北工业大学航空科学与工程学院（710072） E-mail：shmilywcy@https://www.doczj.com/doc/7817669359.html, 摘要：本文首先介绍了系统故障检测与诊断的含义和任务以及方法的分类。重点是对目前系统故障检测与诊断所采用方法的介绍和说明，同时比较了各种诊断方法之间的优劣。 关键词：系统, 故障, 诊断, 方法 1. 引言 故障检测与诊断技术（Fault Detection and Diagnosis——FDD）是一门综合性的技术，它涉及控制、电子电气、计算机和数学等多门学科。以软件冗余为主导的故障检测与诊断技术是从本世纪七十年代初首先在美国发展起来的。麻省理工学院的Beard首先提出用解析冗余代替硬件冗余，并通过系统的自组织使系统闭环稳定，通过比较检测器的输出得到系统故障信息的新思想，标志着这门技术的开端。二十多年来，故障检测与诊断技术已得到了深入、广泛的研究，已提出了众多可行的方法。 2. 故障检测与故障诊断的含义和任务 2.1 故障检测的含义与任务 故障检测的主要任务是当控制系统发生故障时可以及时发现并报警。由于故障检测系统不可能百分之百的检测出控制系统的各种故障。因此提高故障的正确监测率，降低故障的漏报率和误报率是故障检测和诊断领域的主要任务。 2.2 故障诊断的含义与任务 故障诊断的主要任务是分离出发生故障的部位、判别故障的种类、估计出故障的大小与时间、进行评价与决策。通常故障检测比较容易，并且花费的时间较短。而故障诊断则比较困难，需要花费更多的时间，以便正确的分离出故障的部位并更精确的估计出故障的大小和危害程度。 3. 系统故障检测与诊断技术的主要方法分类 系统故障检测与诊断技术的方法一般可分为基于系统动态模型的方法和不依赖于动态模型的方法两大类。 基于系统动态模型的方法是利用观测器或滤波器对系统的状态或参数进行重构，并构成 - 1 -