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原文传递船闸液压启闭机故障诊断系统的研究与设计

论文题名：	船闸液压启闭机故障诊断系统的研究与设计
关键词：	液压启闭机;运行监测;故障诊断;专家系统;船闸设备;信号处理
摘要：	在船闸机电设备中，由于液压启闭机有力矩大，运行平稳和易调速的优点，所以多数船闸都采用了液压启闭机作为闸门和阀门的驱动机构。但是液压系统工作一段时间后器件难免会有磨损老化等直至失效情况发生，而这种设备老化导致的系统性能的微小异常是不易发现的，当液压有明显故障时，往往已经是不可挽回了，一般是需要更换器件。但液压由于其机械设备笨重，检修和更换对技术要求高，往往是需要专业技术人员操作指导，所以导致维修周期非常长。这对讲究时间的交通运输业来说极为不利，不仅影响过往船只的正常通行，对相关企业的生产效益也带来了巨大损失。　　目前的船闸控制系统对采集的液压系统信号处理方式有在线显示信号、超限报警停机以及报表记录等。这种方法一方面检查不到液压启闭机器件老化的情况，无法提早为用户提出预警信息，另一方面出现故障时不能分析故障原因，指导用户确定故障所在位置。针对这些现状，提出通过概率统计学实现具有故障预警、基于信号复合分析的故障检测和基于故障树的故障诊断的三个子功能块，组成液压启闭机监测及故障诊断系统。该系统以减少故障发生率，丰富故障报警内容和提高故障诊断效率为目的。　　本文第一章介绍了液压启闭机诊断的背景和当前常见的诊断方法，同时提出实现具有故障预警和快速诊断功能的专家系统的必要性，第二章介绍了液压启闭机的工作原理、数据挖掘中在故障预警方面的相关方法，还介绍了故障诊断专家系统的结构、分类和其开发语言 Visual Prolog。第三章介绍了整个系统的硬件构成和具体软件算法的选择，故障预警选取了基于数理统计的方法，故障诊断采用了基于规则的推理方式。第四章讲述了故障预警、故障判断和故障诊断三个子功能的具体实现方法。第五章对该设计给予总结，同时提出改进之处。　　本设计研究过程中，总结了各种液压启闭机故障的诊断方法，分析了专家系统的发展状况及应用情况，阅读了液压启闭机及其故障分析的相关资料。实现过程中使用了 PLC对信号的处理、Matlab对数据的统计分析、使用了 Visual Prolog对基于规则的故障诊断专家系统的设计，还提出了更多液压启闭机的报警的实现方法。　　本设计实现了拥有故障预警、故障报警和故障诊断功能的液压启闭机监测与故障诊断系统。运行时首先为用户提供液压启闭机的预警信号，实现早发现早处理，防止故障发生。其次在原有故障报警基础上增加了更多新的分析方法，使系统可以识别出更多的故障信息，最后在出现故障信息或者操作员认为有故障时，可以实现基于规则的故障诊断，为用户缩小故障源所在范围，减少维修时间。该系统可以减少设备故障发生概率，减少启闭机的故障诊断周期，降低企业损失，提高船闸的通行率。
作者：	张建平
专业：	控制理论与控制工程
导师：	肖威
授予学位：	硕士
授予学位单位：	机械科学研究总院
学位年度：	2014
正文语种：	中文