典型系统故障诊断与排
除
Document number：BGCG-0857-BTDO-0089-2022
案例二典型系统故障诊断与排除
本章教学目标：
1、认识典型系统的工作；
2、了解典型系统故障原因；
3、熟悉典型系统的故障诊断与排除方法。
教学重点、难点：
教学学时：
教学手段：
教学内容：
一、齿轮箱故障诊断
1.诊断目的和对象
在机械设备中，齿轮箱的用量很大，一旦发生故障，损失严重。
齿轮运行中的振动现象可反映齿轮箱的运行状态，故采用振动情号进行分析和诊断，将记录下来的齿轮箱振动信号进行FFT(快速傅里叶变换)分析处理。
2.诊断方法及分析
方法：在现场用振动计和磁带记录仪测试记录了齿轮箱每根传动轴轴承座上的振动信号，表1列出三台齿轮箱振动速度均方根值，测试时1#齿轮箱检修没有列入。
分析
(1) 在三级传动的齿轮装置中，输入与输出两级的啮合作用力都要由中间级来承担，所以啮合振动最为强烈。啮合振动的幅值远高于其它
两级。第二级是设计、制造中应加强的薄弱环节。但由于没有给予足够的重视，在长期运行中振动过大，使齿圈产生疲劳断裂，这是近几年发生事故的原因所在。从目前运行的情况看来，原料磨2#齿轮箱的第二级齿轮传动状况不佳，应加强监测，准备必要的备件。
(2) 从综合评定的角度曾，原料磨2#齿轮箱振动值高于2#和原料密1#的齿轮箱振动。用ISO大型机器振动强度评价标准衡量，巳超过允许值11. 2mm／s。且原料磨2#齿轮箱箱体温度高于其它齿轮箱l0℃左右，应及时进行检修。
(3)原料磨1#齿轮箱在运转中存在着调制现象，图15—4是撮动信号的例频谱，峰值出现在例频率80ms处，调制频繁fM＝1000／80＝，恰等于驱动电机旋转频率，也等于齿轮箱第一传动铀的旋转频率。应检查第一传动轴的零部件的磨损、松动、偏心等状况，也应检测电机的进行振动状况。这些工作有待今后进一步测试分析，其它两台齿轮箱振动中没有发现调制现象。
诊断结论:
(1)齿轮箱运行状态监测与故障诊断采用FFT谱分析和倒频谱分析是有效的。
(2)三级传动的齿轮箱装置中，应提高第二级传动件的设计和制造要求，以避免过大的二级传动啮合频率振动。
二、数控机床常见故障的处理
(一) 故障的分类
数控系统故障分类，按照不同的方法有很多种分类形式。
（1）按照故障性质：系统性故障；随机性故障；
（2）按照故障类型：机械故障；电气故障；
（3）按照报警提示：有报警故障；无报警故障；
（4）按照发生部：数控装置故障；PLC故障；
伺服系统故障；机床系统故障；
（5）按照破坏程度：破坏性故障；非破坏性故障；
除去以上的分类方法，还有以下的一种分类方法：
数控机床故障：系统故障；外围电路故障；机械故障。
软件故障：
1、基本参数设置不正确导致的故障
2、伺服参数不正确导致的故障
3、主轴参数设置不正确导致的故障
4、轴参数设置不正确导致的故障
5、PLC参数设置不正确导致的故障
6、用户参数设置不正确导致的故障
7、功能参数设置不正确导致的故障
在数控系统中与软件相关的故障，主要是由于参数设置不正确、参数不匹配导致的。
参数按照大类区分可分为：系统参数、机械参数、用户参数。
硬件故障：
1、伺服放大器故障
2、伺服电机故障
3、检测元件故障
在数控机床中与系统有关的故障主要集中在驱动部分，当然也包括一些板卡的故障。这些也是维修人员能够判断的故障。
4、各种系统板卡的故障
外围电路故障：
1、继电器、接触器、接线端子、熔断器
2、线路短路、断路
3、外围设备：冷却系统、润滑系统；气路、油路；换刀系统；安全门、电器柜、电气互锁。
在数控机床的故障中、外围电路故障所占的比例相当大。并且也是一线维护人员，能够现场判读解决的故障。绝大多数停机事件此类故障引起，因此熟练掌握此类故障的判断、排除方法和积累相关经验是一线维护人员所必须的。
机械故障：
1、机械元件损坏。
（1）导致机床不能够正常运行，时常会出现一些报警。
（2）会出现异响、异动。
2、机械整体配置、位置不当或者机械有一些磨耗。
（1）导致几何精度丢失
（2）导致位置精度丢失
(二)数控机床的故障诊断技术
故障的诊断包括两方面的内容：诊和断。
诊：对是客观状态作检测或测试。
断：确定故障的性质、程度、类别、部位，并指明故障产生的原因，提供相应的处理对策等。
1.数控系统自诊断
所谓故障自诊断技术，就是在硬件模块、功能部件上各状态测试点（在系统设计制造时设置的）和相应诊断软件的支持下，利用数控系统中计算机的运算处理能力，实时监测系统的运行状态，并在预知系统故障或系统性能、系统运行品质劣化动向时，及时自动发出报警信息的技术。
开机自诊断
运行自诊断
在线诊断
离线诊断
远程诊断
2、如何排除日常故障
（1）故障发生时机床的状态。
A：在什么时间发生的故障
包括发生故障的具体时间；发生时机床运行的状态；发生故障时外部条件如何，包括天气、供电情况等等；了解故障发生的频次。
B：故障发生时，进行了几种操作
机床运行在什么模式；程序运行情况如何；各轴分别处在什么位置；当前正在运行那一个轴；机床有没有执行辅助功能；能不能够复位消除；如果能够复位消除，会不会执行到相同情况下再出现；如果再次出现，改变加工参数会不会出现等等。
C：故障发生后，机床出现的现象。
有无报警；如果没有报警，机床相关的状态是否正确。
D：确认外界有无影响机床的其他因素
电磁干扰；电源是否稳定；气源是否稳定等等
（2）根据系统的报警信息以及相关资料进行故障诊断
现在数控系统都具有强大的故障诊断功能，并能够针对各类故障提供丰富的报警文本。对于很多故障，系统都能够诊断出来，并提供相应的报警信息。数控系统在硬件上还设置了一些装置，用于系统有故障时指示技术人员方便的诊断故障。
（3）充分利用数控机床上，PLC对于外围电路实时状态的监控功能。
结合PLC和数控机床电气手册，对比PLC的实时输入、输出状态以及外围电路的控制逻辑，正确判断外围电路的故障。
（4）利用PLC梯形图反映的控制逻辑，跟踪那些外围设施出现故障的真正原因。利用梯形图的监控功能，观察那些相关信号是否处于正确的状态。如果有节点处于不正确的状态，就依据梯形图向前向后追踪，看是什么原因引起前面节点处于哪一种状态。
（5）对于排除数控机床故障最重要的方法，就是掌握数控系统及数控机床的工作原理，懂得如何使用各种各样的检测仪表、仪器，综合分析数控机床出现故障的操作以及外部、内部原因。进一步通过各种实践机会，进一步掌握一些排除故障的手法（如：零件互换、误差放大等等）。具体到某一个机床，就应该详细阅读其各类说明书，掌握其机械、电气构造、组成以及工作原理，根据故障现象分析可能出现故障的部位、环节，并大胆的动手验证。在机床出现故障时还要，详细调查该机床的“病历”“病史”。
(三) FANUC 0i系统常见故障
1.系统报警信息
(1)查看方法
当机床出现报警时，系统会自动切换到报警画面，并显示报警信息。
报警信息有两部分组成：报警号；报警信息。
在数控系统上获得的报警信息分为两种。一种是系统报警，这一部分报警或由系统故障（软件的硬件的）引起或由程序（格式或内容）引起。这一部分报警号、报警信息由系统厂商预设。一种是机床报警（外部报警）这一部分报警内容通常是由外部因素引起（如气压、各类外部PLC输入信号错误或缺失引起）。这一部分报警号、报警信息由机床生产厂商预设。
2.故障案例一
机床在运行过程中在出现没有任何报警的情况下停止运行。
该机床是一台四轴四联动的数控机床，机床在运行过程中出现题目所说的意外停止，并且在反复发生几次后机床不能够运行加工程序了。
经过和操作人员的反复沟通，我们按照处理数控机床故障的分析过程，进行分析如下：
（1）该机床出现故障的时候，是在加工零件过程中，并且是在旋转第四轴的时候出现。
（2）在出现该故障初期，停止程序运行，复位后还可以重新启动程序。
（3）经过几次反复以后，机床不能够启动加工程序。
（4）关闭系统，重新启动数控机床，对机床各轴回原点的操作。三个直线轴都能够正确回到原点，但是旋转轴不能够回到原点（第四轴根本就能够移动）
分析：从以上的现象可以看到，该机床出现这样的故障极有可能是第四轴出现了某种问题。出现了第四轴不能够旋转的现象，很可能是第四轴刹车未能松开的原因。该机床所用第四轴，采用的是气动刹车。
（5）观察外部输入气压正常，证明应该不是外部气压过低引起。其实，如果外部气压过低机床会出现报警的。
（6）在排除外部气压故障的情况下，我们应该去检查第四轴刹车器是否正常。如果检查第四轴刹车器要把第四轴拆开，这样的话工作量就非常庞大。
（7）检查第四轴刹车器的信号，观察刹车器的信号是否已经进入到PMC。通过机床电气手册，查询第四轴刹车松开到位的信号的地址为。
（8）进入系统查看的状态（按照FANUC系统进入PMC 的方法）。系统键、PMC、PMCDGN、STATUS搜索。执行松开转台的动作，观察有无变化，结果是没有变化。
（9）上面的步骤证明第四轴的刹车松开信号没有到位。
（10）造成第四轴刹车信号没有到位的原因有好几个，需要我们进一步去分析排查。
a、刹车器没有松开；
b、刹车器松开了，检测开关没有检测到；
c、检测元件损坏；
d、从检测元件到接口的电缆损坏；
e、PLC故障；
f、其他原因。
（11）打开第四轴外罩，执行第四轴夹紧、放松动作，发现用于检测的接近开关没有亮。初步怀疑是接近开关有问题，或者是连接线有问题。
（12）通过前面的初步分析，判断为接近开关或者线缆出现故障。为了进一步证实，我们把一个金属工具靠近接近开关，结果发现接近开关的等亮了。这一个现象证明接近开关以及相关的线缆是完好的。
（13）再次执行转台松紧动作，观察该结构能否正常运行。通过几次动作发现，每一次夹紧放松机构都能够正常运行，但是用于检测的接近开关还是不亮。
（14）根据接近开关的工作原理，开关和被检测物体的距离是有一定距离要求，如果距离不正确可能会导致开关不能够正常检测。那么有可能是接近开关距离被测部件过远，于是调整接近开关的距离。将距离缩小以后，发现接近开关灯可以亮了。打开机床，各轴回原点，运行加工程序，机床能够正常运行。
（15）安装后第四轴外罩，机床正常运行。但是当机床运行了十几分钟后，机床再次出现前述故障。
（16）根据前面的分析，我们可以把故障点基本上集中到接近开关和被检物上。再次打开外壳，经过仔细检查，发现联接再刹车器上，供接近开关检测的一个螺母，从刹车器上松开了。将这个螺母拧紧，并锁死。机床再次投入运行没有发生故障。
3.进给驱动的故障诊断
(1)直流进给驱动—晶闸管调速是利用速度调节器对晶闸管的导通角进行控制，通过改变导通角的大小来改变电枢两端的电压，从而达到调速的目的
(2)交流进给驱动—因采用交流同步电动机，驱动装置实质上是一个电子换向的直流电动机驱动装置
PWM驱动控制线路简图
FANUC系统进给驱动故障表示方式：
(1)CRT有报警显示的故障
报警号400~457伺服系统错误报警
报警号702~704过热报警
机床切削条件差及机床摩擦力矩增大，引起主回路中的过载继电器动作
切削时伺服电机电流太大或变压器本身故障，引起变压器热控开关动作
伺服电机电枢内部短路或绝缘不良等，引起变压器热控开关动作
(2)报警指示灯指示的报警（7个灯）
BRK—无熔丝断路器切断报警
HVAL—过电压报警
HCAL—过电流报警（伴有401号报警）
OVC—过载报警（401或702报警）
LVAL—欠压报警
TGLS—速度反馈信号断线报警
DCAL—放电报警
(3)无报警显示的故障
机床失控：速度反馈信号为正反馈信号
机床振动：与位置有关的系统参数设定错误
检测装置有故障（随进给速度）
定位精度低：传动链误差大；伺服增益太低
电动机运行噪声过大：换向器的表面粗糙度过低、油液灰尘等侵入电刷或换向器、电动机轴向窜动等
6SC610交流进给驱动系统
三、万能卧式铣床电气控制故障与维修
(以X6132铣床为例)
X6132铣床的运动要求：
主轴能正、反转运动，主轴变速时，主轴电动机瞬时冲动一下，以利于齿轮的啮合；主轴能制动停车。
工作台上下、左右、前后6个方位均可移动，且可实现手动、自动和快速移动。
(一)电气线路分析
1.主电路分析
该机床有三台电动机M1、M2、M3
2.控制电动机的控制
(1)M1的启动 SB5-KM1吸合-主触头闭合，M1启动
(2)主轴电动机的停车制动
(3)主轴的变速冲动控制
2.工作台进给电动机的控制
将电源开关QSl台上，启动主轴电动机Ml，接触器KMl吸合并自锁，进给控制电动机M3启动。
(1)工作台向上、下、左、右、前、后运动的控制通路分别是: 向上:6→KMI → 9 → SA3 → 3 → 10 → SQ2 → 2 → 15 → SQ1 →2 → 13 → SA3 → 1 → 16 → SQ4 → 1 → 19 → KM3线圈→ 2O →KM2 → 21
向下:6 → KMl → 9 → SA3 → 3 → 10 → SQ2 → 2 → 15 →SQ1 → 2 → 13 → SA3 → 1 → 16 → SQ3 → 1 → KMZ线圈→ 18 →KM3 → 21
向左:9 → SQ5 → 2 → 11 → SQ4 → 2 → 12 → SQ3 → 2 →13 → SA3 → 1 → 16 → SQ2 → 1 → 19 → KM3线圈→20 → KMZ →21
向右:9 → SQ5 → 2 → SQ4 → 2 → SQ3 → 2 → SA3 → 1 →SQ1 → l → KM2线圈→ KM3 → 21
工作台向前、后运动其通路与工作台上、下运动相同，只是借助机械联锁机构将垂直传动丝杠的离合器脱开，而将横向传动丝杠的离合器YC4接通，从而实现工作台的前、后运动。
(2)工作台进给变速时的冲动控制
在改变工作台进给速度时，为了使齿轮易于啮合，进给电动机M3需要瞬间冲动一下。其变速冲动控制通路如下：
6 → KMl → 9→SA3一3→10→SQ2一2→15→SQ1一2→13→SQ3一2→12→SQ4一2→11→SQ5一1→14→KM2线圈18→KM3→21。
(3)工作台快速移动
其动作过程是:按下快速移动按钮SB3(或SB4)，接触器KM4线圈获电吸合，KM4在直流电路中的常闭触点(102一107)断开，迸给电磁离合器YC2脱离。KM4在直流电路中的常开触点(102一107)闭合，快速移动电磁离合器YC3通电，接通快速移动传动链，工作台按指定方向快速移动。当松开快速移动按钮SB3(或SB4)时，接触器KM4因线圈断电而释放。快速移动电磁离合器YC3因KM4的常开触点(102一107)断开脱离，进给电磁离合器YC2因KM4的常闭触点(102一108)闭合而接通进给传动链，工作台以原速度和方向继续移动。
(二)常见电气控制故障维修
(1)按停止按钮后主轴不停
根据对主轴电动机控制电路的分析可知，故障的可能原因有:
接触器KM1主触头故障如发生熔焊等，以致无法分断主轴电动机的电源。
主轴制动离合器YC1线圈未通电，其可能原因是常开触点109一110末闭合或离合器YC1故障。
(2)主轴变速时无冲动过程
发生此故障有两个原因。第一个原因，也是主要原因行程开关SQ6的常开触头SQ6一1闭合后接触不好;第二个原因是主轴变速手柄上机械
顶销末碰上主轴冲动行程开关SQ6。对这两个部位检查，确定故障部位修复即可。
(3)工作台各个方向都不能进给
此故障发生的主要原因主要是接触器主触头接触不良，电动机接线脱落和绕组断路等。
检查方法:用万用表先检查控制回路电压是否正常;若正常，可扳动操纵手柄至任一运动方向，观察其相关接触器是否吸合;若吸合，则断定控制回路正常;这时着重检查电动机主回路。
(4)工作台前后进给正常，但左、石不能进给
由于工作台向前、向后进给正常，证明进给电动机M3主回路和接触器KM2或KM3及行程开关SQ1-2、SQ2-2、SQ3-1、SQ4-1的工作都正常，因此最可能的故障原因是3个行程开关的3副触头SQ3-2、SQ4-2、SQ5-2，这3副触头只要有一副接触不良或损坏，就会使工作台向左或向右不能迸给。
检查方法：用万用表分别测量这3副测头之间的电压，以判断哪对触头损坏。其中SQ6是变速瞬间冲动开关，它常因变速时手柄扳动过猛而损坏。
(5)工作台不能快速进给
发生这种故障的常见原因是牵引电磁铁电路不通，线圈损坏或机械卡死，检查方法:
1.按下“快速”按钮SB3(SM)时，应首先观察接触器KM4与快速电磁离合器YC3是否吸合，若KM4末能吸合，应检查KM4线圈两端是否有电
压，有电压不能吸合，是接触器线圈损坏，更换即可；无电压则是
SB3(或SB4)，KM4等的连线有松脱或接触不良，应检查修复。
2.若接触器KM4吸合，快速电磁离合器仍未吸合，则应检查其接线端是否有电压，若无电压，是接触器KM4主触头接触不良或其进出端连线松脱；有电压不能吸合，则是电磁离合器线圈损坏应检查更换。
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
液压系统常见故障分析及处理 液压传动是以液体为工作介质，通过能量转换来实行执行机构所需运动的一种传动方式。首先，液压泵将电动机（或其它原动机）的机械能转换为液体的压力能，然后，通过液压缸（或液压马达）将以液体的压力能再转化为机械能带动负载运动。文中概括介绍了液压系统在日常使用中常见故障分析以及处理方法。 一．工作原理 液压传动是以液体为工作介质，通过能量转换来实行执行机构所需运动的一种传动方式。首先，液压泵将电动机（或其它原动机）的机械能转换为液体的压力能，然后，通过液压缸（或液压马达）将以液体的压力能再转化为机械能带动负载运动。 二．液压系统的组成 液压传动系统通常由以下五部分组成。 1.动力装置部分。其作用是将电动机（或其它原动机）提供的机械能转换为液体的压力能。简单地说，就是向系统提供压力油的装置。如各类液压泵。 2.控制调节装置部分。包括压力、流量、方向控制阀，是用以控制和调节液压系统中液流的压力、流量和流动方向，以满足工作部件所需力（或力矩）、速度（或转速）和运动方向（或运动循环）的要求。 3.执行机构部分。其作用是将液体的压力能转化为机械能以带动工作部件运动。包括液压缸和液压马达。 4.自动控制部分。主要是指电气控制装置。 5.辅助装置部分。除上述四大部分以外的油箱、油管、集成块、滤油器、蓄能器、压力表、加热器、冷却器等等。它们对于保证液压系统工作的可靠性和稳定性是不可缺少的，具有重要的作用。 三．液压缸 液压缸是把液压能转换为机械能的执行元件。液压缸常见故障有：液压缸爬行、液压外泄漏、液压缸机械别劲、液压缸进气、液压缸冲击等。 1.液压缸爬行故障分析及处理 （1）缸或管道内存有空气，处理方法：设置排气装置；若无排气装置，可开动液压系统以最大行程往复数次，强迫排除空气；对系统及管道进行密封。 （2）缸某处形成负压，处理方法：找出液压缸形成负压处加以密封；并排气。 （3）密封圈压得太紧，处理方法：调整密封圈，使其不松不紧，保证活塞杆能来回用手拉动。 （4）活塞与活塞杆不同轴，处理方法：两者装在一起，放在V形块上校正，使同度误差在0.04mm以内；换新活塞。 （5）活塞杆不直（有弯曲），处理方法：单个或连同活塞放在V形块上，用压力机控直和用千分表校正调直。
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。
1 常见故障的诊断方法 5。液压设备是由机械、液压、电气等装置组合而成的，故出现的故障也是多种多样的。某一种故障现象可能由许多因素影响后造成的，因此分析液压故障必须能看懂液压系统原理图，对原理图中各个元件的作用有一个大体的了解，然后根据故障现象进行分析、判断，针对许多因素引起的故障原因需逐一分析，抓住主要矛盾，才能较好的解决和排除。液压系统中工作液在元件和管路中的流动情况，外界是很难了解到的，所以给分析、诊断带来了较多的困难，因此要求人们具备较强分析判断故障的能力。在机械、液压、电气诸多复杂的关系中找出故障原因和部位并及时、准确加以排除。 5.1.1 简易故障诊断法 简易故障诊断法是目前采用最普遍的方法，它是靠维修人员凭个人的经验，利用简单仪表根据液压系统出现的故障，客观的采用问、看、听、摸、闻等方法了解系统工作情况，进行分析、诊断、确定产生故障的原因和部位，具体做法如下： 1）询问设备操作者，了解设备运行状况。其中包括：液压系统工作是否正常；液压泵有无异常现象；液压油检测清洁度的时间及结果；滤芯清洗和更换情况；发生故障前是否对液压元件进行了调节；是否更换过密封元件；故障前后液压系统出现过哪些不正常现象；过去该系统出现过什么故障，是如何排除的等，需逐一进行了解。 2）看液压系统工作的实际状况，观察系统压力、速度、油液、泄漏、振动等是否存在问题。
3）听液压系统的声音，如：冲击声；泵的噪声及异常声；判断液压系统工作是否正常。 4）摸温升、振动、爬行及联接处的松紧程度判定运动部件工作状态是否正常。 总之，简易诊断法只是一个简易的定性分析，对快速判断和排除故障，具有较广泛的实用性。 5.1.2 液压系统原理图分析法 根据液压系统原理图分析液压传动系统出现的故障，找出故障产生的部位及原因，并提出排除故障的方法。液压系统图分析法是目前工程技术人员应用最为普遍的方法，它要求人们对液压知识具有一定基础并能看懂液压系统图掌握各图形符号所代表元件的名称、功能、对元件的原理、结构及性能也应有一定的了解，有这样的基础，结合动作循环表对照分析、判断故障就很容易了。所以认真学习液压基础知识掌握液压原理图是故障诊断与排除最有力的助手，也是其它故障分析法的基础。必须认真掌握。 5.1.3 其它分析法 液压系统发生故障时，往往不能立即找出故障发生的部位和根源，为了避免盲目性，人们必须根据液压系统原理进行逻辑分析或采用因果分析等方法逐一排除，最后找出发生故障的部位，这就是用逻辑分析的方法查找出故障。为了便于应用，故障诊断专家设计了逻辑流程图或其它图表对故障进行逻辑判断，为故障诊断提供了方便。
液压系统故障原因分析 一、液压系统好长时间没有用，这次开机后，震动、噪音大。 可能是长时间放置，蓄能器氮气泄露，没起到减少脉动的作用。检查氮气的压力，补压或者更换皮囊。噪音是由于振动太大而产生的，没有了震动，就会消除。 二、油缸工作不正常，只能出不能回。 检查油缸的另一端是否出油，电磁阀是否换向，油缸内泄是不是特别严重。回油管路是否被异物堵死。 三、油缸启动压力高。 油缸启动压力高和油缸的制造质量（如活塞杆弯曲、缸筒弯曲等）、密封的形式和安装等因素有关。对于伺服油缸，启动压力高会影响其的动态特性。 对于普通油缸，启动压力的要求没有伺服油缸那样严格，但是也不能太高。一旦发现启动压力高，需要认真对油缸的零件进行尺寸复测，并检查密封的安装质量。 1、内部阻力过大。 2、外部执行部分有机械故障。 油缸的启动压力与油缸的设计结构有关,油口与活塞接触的受力面积,如油口的大小即活塞初始启动的受力面积,启动压力就高,油口与活塞接触间加工受力面积腔(启动压力腔)启动压力就很小。 四、液压系统油缸要求同步。 在支管路上加单向节流阀，价格比较便宜。要求比较高就加个分流节流阀，造价高，但效果较好。 五、液压系统维修率特别高。 主要原因是环境恶劣，液压系统是比较精密的设备，平常要多注意保养，油质要好，加油时要过滤，系统密封要好。各类检测设备要完善，需要有专业的人员对系统的工作情况进
行记录和维护。 六、液压缸动作不规则。 1、电磁阀换向不规则，需要检查电炉部分 2、电液伺服、比例阀的放大器失灵或调整不当。 3、也有就是油缸磨损严重，需修理或者更换。 4、可能是液压管路混杂有空气，需要找出混入空气的部位，然后清洗检查，重新安装和更换元辅件。
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
第十一章液压系统故障诊断 第一节概述 液压系统的故障诊断是指在不拆卸液压设备的情况下，凭观察和仪表测试判断液压设备的故障所在和原因。液压设备的故障是指液压设备的各项技术指标偏离了它的正常状态，如管路和某些元件损坏、漏油、发热、致使设备的工作能力丧失，功率下降，产生振动和噪声增大等。 在使用液压设备时，液压系统可能出现的故障是多种多样的。即使是同一个故障现象，产生故障的原因也不一样，它是许多因素综合影响的结果。特别是新装置的液压设备，在试车时产生的故障现象，其原因更是多方面的。液压系统是一个密闭的系统，各元件的工作状态是看不见，摸不着的。因此，在进行故障诊断时，必须对引起故障的因素逐一分析，注意到其内在联系，找出主要矛盾，这样才能比较容易地排除故障。 液压系统的故障主要是由构成回路的液压元件本身产生的动作不良、系统回路的相 少液压设备出现故障的有力措施。 当然，液压系统的故障除由元件本身和工作油液的污染引起的以外，还因安装、调试和设计不当等原因引起的也较多。 液压系统的故障诊断，过去一般凭经验，随着液压测试技术的发展，国内外正研制和应用专用的测试仪和设备。如手提式测试器、液压故障诊断器和液压故障检修车等。应用这些专用仪器和设备能在现场很快查出液压元件及系统的故障，并进行排除。 近年来，在液压系统故障诊断与状态监测技术方面取得了较大进展。如利用振动信
号、油液光谱分析、油液铁谱分析、超声波泄漏指示器、红外线测试仪等来进行检测的技术，利用微机进行分析处理信号和预报故障的技术等的应用已有不少报道。而在港口工程机械液压系统中，普遍使用这些技术来进行故障诊断及状态监测，则还需经过有关各方面的努力才可能逐步实现。 第二节液压系统的故障预兆 液压系统产生故障以前，通常都有预兆。如压力失调、噪声过大、振动过大、温升过高，泄漏过大等等。如果这些现象能及时发现，并加以适当控制或排除，系统的故障就可以减少或避免发生。 一、液压系统的工作压力失调 压力失调常表现为压力不稳定、压力调不上去或调不下来、压力转换滞后、卸荷压力较高等。产生压力失调的原因主要有以下几个方面： 1．液压泵引起的压力失调 1）液压泵的轴向、径向间隙由于磨损而增大； 2）泵的“困油”未得到圆满解决； 3）泵内零件加工及装配精度较差； 4）泵内个别零件损坏等。 2. 液压控制阀引起的压力失调 1）在压力控制阀中： ①先导阀的锥阀与阀座配合不良； ②调压弹簧太软或损坏； ③主阀芯的阻尼孔被堵塞，滑阀失去控制作用； ④主阀芯被污物卡住在开口位置或闭口位置； ⑤溢流阀作远程控制用时，其远程连接通道过小或泄漏； ⑥溢流阀作卸荷阀用时，其控制卸荷的换向阀失灵等。 2）在方向控制阀中： ①油路切换过快而产生液压冲击； ②电磁换向阀换向推杆过长或过短等。 3．辅助元件引起的压力失调 1）油滤器堵塞； 2）液流通道过小，回油不畅； 3）油液粘度太稠或太稀等。 4．其他 1）机械部分未调整好，摩擦阻力过大； 2）空气进入系统； 3）油液污染； 4）电机功率不足或转速过低；
在 在液压传动系统中，都是一些比较精密的零件。人们对机械的液压传动虽然觉得省力方便，但同时又感到它易于损坏。究其原因，主要是不太清楚其工作原理和构造特性，从而也不大了解其预防保养的方法。 液压系统有3个基本的“致病”因素： 污染、过热和进入空气。这3个不利因素有着密切的内在联系，出现其中任何一个问题，就会连带产生另外一个或多个问题。由实践证明，液压系统75%“致病”的原因，均是这三者造成的。 如果液压系统的制造质量没有问题，则造成故障的原因大多是预防保养不当，操作不当的因素一般较少。之所以如此，主要是由于对它的工作条件认识不足。如果懂得一些基本原理，弄明白导致故障的上述3个有害因素，就能长期地保证系统处于良好的工作状况。 1、工作油液因进入污物而变质 进入油液中的污物（如灰、砂、土等）的来源有： （1）系统外部不清洁。不清洁物在加油或检查油量时被带入系统，或通过损坏的油封或密封环而进入系统； （2）内部清洗不彻底。在油箱或部件内仍留有微量的污物残渣； （3）加油容器或用具不洁； （4）制造时因热弯油管而在管内产生锈皮； （5）油液储存不当，在加入系统前就不洁或已变质； （6）已逐渐变质的油会腐蚀零件。被腐蚀金属可能成为游离分子悬浮在油中。
污物会造成零件的磨损与腐蚀，尤其是对于精加工的零件，它们会擦伤胶皮管的内壁、油封环和填料，而这些东西损伤后又会导致更多的污物进入系统中，这样就形成恶性循环的损坏。 2、过热 造成系统过热可能由以下一种或多种原因造成： （1）油中进入空气或水分，当液压泵把油液转变为压力油时，空气和水分就会助长热的增加而引起过热； （2）容器内的油平面过高，油液被强烈搅动，从而引起过热； （3）质量差的油可能变稀，使外来物质悬浮着，或与水有亲合力，这也会引起生热； （4）工作时超过了额定工作能力，因而产生热； （5）回油阀调整不当，或未及时更换已损零件，有时也会产生热。 过热将使油液迅速氧化，氧化又会释放出难溶的树脂、污泥与酸类等，而这些物质聚积油中造成零件的加速磨损和腐蚀，且它们粘附在精加工零件表面上还会使零件失去原有功能。油液因过热变稀还会使传动工作变迟缓。 上述过热的结果，常反映在操纵时传动动作迟缓和回油阀被卡死。 3、进入空气 油液中进入空气的原因有下列几种： （1）加油时不适当地向下倾倒，致使有气泡混入油内而带入管路中； （2）接头松了或油封损坏了，空气被吸入； （3）吸油管路被磨穿、擦破或腐蚀，因而空气进入。 空气进入油中除引起过热外，也会有相当数量空气在压力下被溶于油内。如果被压缩的体积大约有10%是属于被溶的空气，则压力下降时便会形成泡
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< 飞行控制系统常见故障研究与分析 发表时间：2018-07-18T16:11:33.690Z 来源：《科技中国》2018年1期作者：杨恒[导读] 摘要：飞行控制系统能控制直升机的飞行姿态，能控制飞机飞行方向和实现自动区域导航、自动悬停、地速、垂直速度保持及巡航无线电高度保持等功能，是直升机上重要的航电系统。本文通过研究飞行控制系统的常见故障和处理方法，提高现场排故效率。 摘要：飞行控制系统能控制直升机的飞行姿态，能控制飞机飞行方向和实现自动区域导航、自动悬停、地速、垂直速度保持及巡航无线电高度保持等功能，是直升机上重要的航电系统。本文通过研究飞行控制系统的常见故障和处理方法，提高现场排故效率。 关键词：飞行控制系统、飞控计算机、故障 1 引言 飞行控制系统由飞控计算机、飞控操纵台、飞控放大器、速率陀螺组、并联舵机等14件成品组成，计算机是飞控系统的核心部件，计算机内部接线复杂，和飞控产品交联多，同时也和外部的组合导航、综显系统相交联，导致飞控系统故障处理起来复杂，研究飞控系统常见的几种故障和处理方法，能保障外场及时的解决故障，提高工作效率。 2 飞行控制系统的简介 飞行控制系统通过与组合导航系统、备份航姿系统、无线电高度表、综显系统、大气数据系统等进行交联（见图1），完成飞控（姿态航向）保持、气压高度保持、无线电高度保持、协调转弯、预选航向保持、自动区域导航、空速保持、地速保持、自动悬停保持、最小高度保安和总距保安等功能，并能够进行地面自检测和飞行状态监控。 3飞行控制系统常见故障与处理 飞控系统故障通过飞控操纵台的数码管显示，可以通过操纵的翻页查看故障代码，飞控系统常见以下几种故障。 3.1 操纵台报“FCMF”故障 FCMF故障代码表示操纵台未收到计算机发送的ARINC429信号，它有两种情况报故： a、在上电自检测阶段，如果飞控操纵台在完成自身上电自检测后，紧接着连续15秒未接收到飞控计算机通过ARINC429总线发送的周期性数据，飞控操纵台自主显示“FCMF” b、在正常工作阶段和PBIT申报阶段，如果操纵台连续0.25秒（即10拍）未接收到飞控计算机通过ARINC429总线发送的周期性数据，操纵台自主显示“FCMF”。 对应处理方法： a、更换飞控计算机，检查故障是否消失，若消失，则飞控计算机故障。 b、按图2检查线路是否都导通，若不导通，则更换对应线路。 c、更换飞控操作台，检查故障是否消失，若消失，则飞控操作台故障。 故障诊断论文：基于聚类分析的卫星姿态控制系统故障诊断方法研究 【中文摘要】应用于卫星系统的故障诊断技术是确保卫星系统正常工作必不可少的一项关键技术,它不仅让卫星系统具有智能化修复功能,而且其诊断经验可以优化卫星系统观测点的分布。随着卫星系统越来越复杂与智能化,卫星故障诊断的能力在未来卫星技术发展中变得突出重要,并不断向更高水平发展。现代卫星系统的复杂化,使得基于模的故障诊断方法——建模难度大、灵活性差,导致基于模型的方法很难取得较好的故障诊断结果。由于基于聚类分析的故障诊断方法利用历史数据进行建模,不需要实际的物理结构模型,它能够克服基于模型的诊断方法的缺点。本论文采用基于聚类分析的故障诊断方法,开发和利用卫星监控系统所采集的历史数据。论文的研究内容主要包括以下几个方面:首先,研究基于聚类分析的数据分布特征提取方法的特点,学习聚类分析的两种算法,利用聚类算法分析拟合数据与异常数据,设计拟合数据与异常数据的差值模型,初步建立基于聚类分析的故障诊断模型。其次,对标准的飞机控制系统模型进行数值仿真,获取该模型的健康数据和故障数据,采用基于聚类分析的诊断方法进行故障诊断,依据诊断结果来完善该故障诊断模型的建模与诊断推理步骤。再次,结合卫星姿态控制系统的结构,对主要部件的数学模型做了详细分析,并研究飞轮摩擦力矩对姿态角控制效果的影响。建立卫星姿态控制系统的外在干扰力与力矩的数学模型,针对系统的 执行部件与测量部件,设置了不同的故障模式并建立相应的数学模型。最后,根据卫星姿态控制系统部件的几种典型的故障模式,建立相应的simulink仿真模型,设置卫星姿态控制系统仿真参数与设定该 系统的状态观测点,对这几种仿真模型进行数值仿真模拟并采集系统的健康数据与故障数据。利用聚类分析的方法对该姿态控制系统进行故障诊断。 【英文摘要】The Fault Diagnosis Technique (FDT) applied to satellite systems is a special technique adopted to ensure the proper functions of the systems. It can not only realize the intelligent repaire, but the diagnosis experiences can also optimize the observation points of the satellite systems. With the developing tendency of more complex and intelligent of satellite systems, FDT plays a more important role and is pushed to reach a higher level.Because of the complexity of the modern satellite systems, the model-based FDT, which has a complicated modeling process and poor flexibility, can not always obtain a good result of fault diagnosis; while the cluster-analysis-based on history process data FDT (CBHD-FDT), which makes use of historical data and does not need the physical structure of systems, can overcome those short comings. Therefore, the research in this paper is using the CBHD-FDT, and exploring and applying the historical data gathered by the 电气控制系统故障分析诊断及维修技巧分析 发表时间：2018-10-04T18:36:30.913Z 来源：《防护工程》2018年第13期作者：张绪刚陈建平 [导读] 随着我国现代工业化进程的不断推进，我国各个行业领域都取得了较大的发展 张绪刚陈建平 贵州航天天马机电科技有限公司贵州遵义 563003 摘要：随着我国现代工业化进程的不断推进，我国各个行业领域都取得了较大的发展，在电气控制方面也有了较大的进步，各种科学技术不断被引入到了电气控制系统中。在改造以及维修电气控制系统的过程中，需要对电气控制系统所发生的异常、故障等可能性进行充分的分析，并将自动化检修、自动检修以及保护措施等有效的结合起来应用，提升电气控制系统的安全性与稳定性，并为我国电气控制系统的应用提供了坚实基础。 关键词：电气控制系统；故障分析诊断；维修技巧 引言 现阶段我国的各项事业还处于比较重要的发展阶段，工业化发展进程也在不断加快，而电气控制系统由于自身独特的优势得到了较广泛的应用。因此，要想将其作用有效发挥出来，企业就要做好电气控制系统的故障分析和检修工作，依据故障的实际情况，采用合理的维修方法，保证系统的稳定运行。 1电气控制系统 电气控制系统还可以被称作电气设备二次回路系统，这是因为其针对不同的设备，所应用的控制回路也不同，而且在高压、低压电气设备控制方面也有较大的区别。对于电气设备控制线路来说，其主要的工作就是根据相关设备控制方案的要求，保证电气设备始终处于安全、稳定运行的状态。从目前我国电气设备控制系统的实际发展情况来看，其控制线路中主要包括了许多电子元件，在各种元件相互配合的前提下，实现对电气设备的有效控制。另外，在各种科学技术不断发展的背景下，电气控制系统逐渐得到了不断的完善，其控制效率及高效性有了较大的提升，并且在未来的发展中，控制系统将会不断朝着网络化、智能化、信息化的方向发展。目前，电气控制系统已经得到了较广泛的应用，其在众多领域中都有所应用，该系统的优点还是比较多的，其中最主要的几点就是系统体积小、重量轻，比较容易拆卸和搬运；系统的稳定性较高，对设备的控制效果比较理想，而且不会出现较大的部件磨损情况，因此维护成本就比较低；系统在使用过程中不会消耗大量的能源，所以其在保护环境方面也有较好的应用前景。 2电气控制系统常见故障和危害 2.1电气控制系统常见故障 电气控制系统常见故障主要集中在以下四个方面：第一，电气过载，如果电气控制系统出现电气过载情况，那么电气控制系统的电机工作电流将会瞬间增大，超过额定电流，这种现象出现的原因有多个方面，比如说频繁操作电气控制系统、外部电源电压过大等；第二，电源缺相，电源缺相故障在电气故障控制系统中比较常见，出现这种故障之后，将会导致控制系统电源中断供应，降低系统稳定性，这种故障出现的原因同样有多个方面，比如说电源线路在设计安装过程中存在故障、电源外部绝缘损坏等故障等；第三，电气短路，电气短路现象在电气控制系统中同样较为常见，有一相接地短路、三相电相短路等；第四，过电流，如果电气元件或者电机等相关电气设备运行过程中的电流超过额定电流，那么电器元件将会始终处于超负荷运行，在这种情况下，非常容易增大电路元件负载，最终出现故障，带来较为严重的影响和危害。 2.2故障带来的危害 对相关故障实例进行分析，可知如果电气控制系统出现接线错误、负载短路等现象，就会造成短故障，通常来讲，电气控制系统出现故障时，其工作电流会远远超过额定电流，甚至可能是几十倍以上，因此固然就会产生强大的电动力，从而使得电气设备以及配电线路发生火灾，如果严重还可能对相关工作人员的生命安全造成威胁。在发生故障后，系统中电网中的电压会较大幅度地减小，进而影响相关设备的正常、稳定运行，若故障情况比较严重，就可能造成系统设备的大面积瘫痪。对于缺相电源现象，由于交流异步电动机的运转速度比较慢，所以过大的定子电流会对电动机绕组造成较大的损坏，影响系统的稳定性。此外，若电气控制系统中电流太大的话，会产生比较大的冲击电流，进而损坏相关设备的转动部件。 3电气控制系统维护技巧 3.1运用排查法维修 排查法属于当前电气控制系统的主要维修方式，在实际的故障维修过程中，包含有四个方面内容：1、与电气控制系统故障代码结合在一起展开排查，在中央控制系统，按下操作键，获取故障的代码，通过这种方式明确故障发生的原因；2、采用系统排查发进行故障的排查，如果电气控制系统的故障不是十分严重，同时停产检修方式会出现非常大的损失，那么可以运行系统，通过电气控制系统控制运行循环找到故障发生的具体环节，方便故障排除和维修的顺利进行；3、选择万用表排查法进行故障排查，使用万用表，检测出电气控制系统中存在的电源缺相等问题，找到故障点。在断电时，通过万用表电阻档对系统中电相阻止展开检查，判断线路是否满足要求，最终实现故障的检修和排查；4、在实际的维修过程中，还可以针对电路元器件、线路展开短路排查，这种方法也较为常用，在确定故障发生的环节之后，可以选择导线针对线路接触点进行短接，在通电之后如果故障消失，那么表明故障正确，之后进行维修。 3.2逻辑分析法 逻辑分析法最重要的工作依据就是电气控制回路中各个控制环节实际的工作顺序以及相关器件之间的联系，在这基础上再结合故障的实际情况进行分析判断，及时地发现故障的具体位置。这种方法看起来比较复杂，但其实际操作过程还是比较容易的。此方法可以使原本复杂的问题变得简单，能够有效防止维修人员由于盲目检测而降低工作效率，而且其检测效率高且结果准确。相关维修人员在运用该方法时，首先应该熟悉掌握电气控制线路，要想保障检测工作的准确性，就要检测控制线路中的每个元件，这样才能准确找到故障点。此方法需要的时间较长，在一些比较复杂的系统检修工作中比较适用。 3.3检修短路 顺动特性是短路的基本特征，因此日常维护电气系统的过程中，可以对短路保护是否正常进行详细的检查，并且在发生短路的情况 一、液压泵常见故障分析与排除方法 故障现象故障分析排除方法 不出油、输油 量不足、压力上不去1、电动机转向不对 2、吸油管或过滤器堵塞 3、轴向间隙或径向间隙过大 4、连接处泄漏，混入空气 5、油液粘度太大或油液温升太高1、检查电动机转向 2、疏通管道，清洗过滤器，换新油 3、检查更换有关零件 4、紧固各连接处螺钉，避免泄漏，严 防空气混入 5、正确选用油液，控制温升 噪音严重压力波动厉害1、吸油管及过滤器堵塞或过滤器容量小 2、吸油管密封处漏气或油液中有气泡 3、泵与联轴节不同心 4、油位低 5、油温低或粘度高 6、泵轴承损坏1、清洗过滤器使吸油管通畅，正确选 用过滤器 2、在连接部位或密封处加点油，如噪 音减小，拧紧接头或更换密封圈；回油管口应在油面以下，与吸油管要有一定距离 3、调整同心 4、加油液 5、把油液加热到适当的温度 6、检查(用手触感)泵轴承部分温升 泵轴颈油封漏油漏油管道液阻达大，使泵体内压力升高到超过油封许用的耐压值检查柱塞泵泵体上的泄油口是否用单独油管直接接通油箱。若发现把几台柱塞泵的泄漏油管并联在一根同直径的总管后再接通油箱，或者把柱塞泵的泄油管接到总回油管上，则应予改正。最好在泵泄漏油口接一个压力表，以检查泵体内的压力，其值应小于0.08MPa 二、液压缸常见故障分析及排除方法 故障现象故障分析排除方法 爬行1、空气侵入 2、液压缸端盖密封圈压得太紧或过松 3、活塞杆与活塞不同心 4、活塞杆全长或局部弯曲 5、液压缸的安装位置偏移 6、液压缸内孔直线性不良(鼓形锥度等) 7、缸内腐蚀、拉毛 8、双活塞杆两端螺冒拧得太紧，使其同心度不良1、增设排气装置；如无排气装置，可开动液压系统以最大行程使工作部件快速运动，强迫排除空气 2、调整密封圈，使它不紧不松，保证活塞杆能来回用手平稳地拉动而无泄漏(大多允许微量渗油) 3、校正二者同心度 4、校直活塞杆 5、检查液压缸与导轨的平行性并校正 6、镗磨修复，重配活塞 7、轻微者修去锈蚀和毛刺，严重者须镗磨 8、螺冒不宜拧得太紧，一般用手旋紧即可，以保持活塞杆处于自然状态 冲击1、靠间隙密封的活塞和液压缸间隙，节流阀失去节流作用 2、端头缓冲的单向阀失灵，缓冲不起作用1、按规定配活塞与液压缸的间隙，减少泄漏现象 2、修正研配单向阀与阀座 推力不足或工作速度逐渐下降甚至停止1、液压缸和活塞配合间隙太大或O型密封圈损坏，造成高低压腔互通 2、由于工作时经常用工作行程的某一段，造成液压缸孔径直线性不良(局部有腰鼓形)，致使液压缸两端高低压油互通 3、缸端油封压得太紧或活塞杆弯曲，使摩擦力或阻力增加 4、泄漏过多 5、油温太高，粘度减小，靠间隙密封或密封质量差的油缸行速变慢。若液压缸两端高低压油腔互通，运行速度逐渐减慢直至停止1、单配活塞或液压缸的间隙或更换O型密封圈 2、镗磨修复液压缸孔径，单配活塞 3、放松油封，以不漏油为限校直活塞杆 4、寻找泄漏部位，紧固各接全面 5、分析发热原因，设法散热降温，如密封间隙过大则单配活塞或增装密封杆 三、溢流阀的故障分析及排除 故障现象故障分析排除方法 压力波动1、弹簧弯曲或太软 2、锥阀与阀座接触不良 3、钢球与阀座密合不良飞行控制系统常见故障研究与分析
故障诊断论文：基于聚类分析的卫星姿态控制系统故障诊断方法研究
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