长安大学工程机械学院硕士研究生开题报告

1、硕士研究生学位论文选题报告论文题目基于动态信号检测的液压系统故障诊断专家系统研究研究生姓名向瀚学号2010125005导师姓名陈新轩 学科、专业机械制造及其自动化研究方向工程机械故障诊断与监测学院名称工程机械学院选题报告时间2011年11月20日选题背景、选题来源、研究目的及其理论意义和实际应用价值。随着科学技术的发展，液压技术已广泛应用于工程机械、冶金机械、运输机械、轻工机械、农业机械及航天、航空、舰船及武器装备等国防工业的设备中，成为设备不可缺少的重要组成部分。现代机械设备液压系统向着高性能、高精度的方向发展，液压系统工作状态与可靠性在很大程度上决定了工程机械本身的工作性能与可靠性。从实际

2、情况来看，液压系统故障在机械设备整机故障中占有相当大的比例，液压系统发生故障不但会影响设备的正常运行，而且延误生产进度，造成重大的经济损失。因此液压系统故障监测和诊断技术越来越受到重视，成为液压技术发展的一个重要方向虽然液压系统以它独特的优点得到了越来越广泛的应用,然而液压系统的缺点之一就是出现故障后不易查找原因,由于系统中各元件和工作液体都在封闭的油路内工作,不像机械设备那样直观,这样对液压系统的故障诊断带来很大的不便。本文就是通过将计算机系统与液压故障诊断方法相结合，研究设计一个比较完善全面的液压系统故障诊断专家系统用于液压系统的故障诊断,此系统可实现将维修人员诊断液压故障的丰富经验进行整

3、理并输送到计算机内,从而可以进行在线或离线检测并给予排除故障的措施，达到对液压系统的故障诊断更加准确，快速，智能化以提高生产效益的诊断效率的目的。选题综述、国内外研究现状及发展趋势（附主要参考文献）。专家系统的开发,可以采用免费的专家系统工具CLIPS或人工智能语言LISP或PROLOG;也可以采用高级编程语言(如Borland C+、VB、VC+等);当然也可以将两者结合使用,即推理机和知识库部分采用基于C语言的CLIPS提供的现成工具,其他部分则采用其他高级语言来完成,不过要设计两者的接口。结合C+和Access面向对象的工作机制,采用VC+设计专家系统也比较有效。由于无论在进口的机械设备

4、和我国国产的机械设备上，都没有附带着完善的液压故障诊断专家系统，所以我国基本处于在运用的时候根据经验和使用需要，针对所使用的机型设计相应的故障诊断系统。由于机械设备工作状态的多样性，其液压系统故障诊断技术的发展趋势是不解体化、高精度化、智能化及网络化。对于不解体检测的研究，其方向是开发可预置于液压系统内的传感器，美国、日本等国家已成功将超微型传感器安置于液压系统内，对系统的温度及主要部件的工作参数进行监测，并利用光纤传感器监测系统的温度、液压油粘度和压力等参数的波动。诊断专家系统的高精度化，在信号技术处理方面，是指提高信号分析的信噪比，对于较复杂的液压系统而言，其信号、参数是瞬态的、非平稳的、

5、突变的。将小波理论用于这些信号的分析处理上，则可大大提高其分辨率。在振动信号的处理上，全息谱分析方法则充分考虑了幅、频、相三者的结合，弥补了普通付氏谱只考虑幅频关系的不足，能够比较全面地获取振动信号。诊断专家系统的智能化，是指开发诊断型专家系统，使数据处理、分析、故障识别自动完成，以减轻诊断的工作量，并提高诊断速度及正确性。在故障诊断的专家系统的建立上，要深入故障形成机理的研究，丰富系统的知识库，同时将模糊神经网络方法应用于故障诊断的专家系统中，使之具有一定的智能，具有自组织、自学习联想功能，从而使诊断系统自我完善，自我发展，此外诊断系统将由集中式走向分布式，系统的硬件生产标准化，软件设计规范

6、化、模块化，这有利于缩短系统的开发周期，提高系统的可靠性。同时，诊断专家系统网络化是本世纪故障诊断技术的发展方向，随着计算机网络技术的发展及通讯技术的进步，利用各种通讯手段将多个故障诊断系统联系起来，实现资源共享，可提高诊断的质量和精度。将故障诊断系统与数据采集系统结合起来组成网络，有利于对机组的管理，减少设备的投资，提高设备的利用率，必要时还可与企业的网络管理系统相连接，促进企业管理的一体化、现代化。参 考 文 献:1 中国机械工程学会设备维修分会，机械设备维修问答丛书编委会 . 液压与气动设备维修问答M . 北京：机械工业出版社, 2002:117-124,143-1722 盛兆顺，尹琦岭

7、 . 设备状态监测与故障诊断技术及应用M . 北京：化学工业出版社,2002:303-3503 黄志坚，袁周 . 液压设备故障诊断与监测实用技术M . 机械工业出版社，2005.7：231-2334 夏定纯，徐涛 . 人工智能技术与方法M . 武汉：华中科技大学出版社,20045 罗朝盛 . Visual Basic 程序设计实用教程M . 北京 ：清华大学出版社主要研究内容和拟解决的关键技术。本论文主要的研究内容是：（1）构建液压系统工作的动态信号检测系统；（2）构建液压系统工作参数的数据采集系统；（3）构建液压系统工作参数的计算机监控系统；(4) 开发故障诊断专家系统软件平台。拟解决的关键

8、技术：（1） 构成专家系统的知识库和数据库设计；（2） 构成专家系统的推理机设计。拟采用的研究方法、技术路线及实施方案。（1） 通过对以往开发的各种液压故障诊断专家系统的综合比较，确定需要改进的关键技术的缺陷；（2） 到工厂，施工单位，计算机网络上搜集各种工程机械液压系统方面的故障类型和解决方法，使系统尽量覆盖到各种类型的故障；（3） 利用VC+，VB等计算机语言，进行程序编绘，完成诊断专家系统的主要组成部分，包括知识库，数据库和推理机的建立；（4） 对设计出来的诊断专家系统进行机型试用，改进诊断专家系统的不足之处，以达到完善和优化专家系统的最终目的。所需的研究条件和实验条件：（1） 以往使用

9、的各种液压系统故障专家系统；（2） 可以配合使用的工程机械如装载机，挖掘机等；（3） 计算机高级语言汇编程序如VC+等。所需的经费（经费来源和主要开支预算）： 研究所使用的经费主要来自于导师的科研项目。 费用组成包括;（1） 搜集数据和资料所需的调研费用2000元左右；（2） 使用机械进行实验所需使用费2800元左右；（3） 施工现场进行数据采集，实地调研费用3000元左右；（4） 其他费用1800元左右。论文进度计划：（1） 资料收集和准备阶段，深入了解液压系统的工作方式和可能出现的故障类型。（2012.1-2012.4）（2） 对现使用的部分液压故障诊断系统进行对比分析，找出不足之处以完善所需要解决的关键技术。（2012.4-2012.5）（3） 到工厂，施工现场等地进行数据收集和实地调研，了解和收集最新出现的各种液压系统故障