故障診斷與預測：原理、技術及應用（簡體書）

《高等學校研究生教材．故障診斷與預測：原理、技術及應用》系統介紹了故障診斷的基本理論、方法及其應用，同時結合當前故障預測技術研究的進展，對故障預測技術及其應用案例做了詳細闡述。主要內容包括：故障診斷相關概念及基本原理、故障診斷中的信號處理技術、智能故障診斷方法以及故障預測技術。《高等學校研究生教材．故障診斷與預測：原理、技術及應用》內容取材廣泛，結構合理，注重理論聯繫實際，可以作為機械、自動化等相關專業大學研究生的教材或參考書，也可供高年級本科生、教師及科研人員自學和參考使用。

《高等學校研究生教材:故障診斷與預測:原理、技術及應用》內容取材廣泛，結構合理，注重理論聯系實際，可以作為機械、自動化等相關專業大學研究生的教材或參考書，也可供高年級本科生、教師及科研人員自學和參考使用。

1緒論1.1故障診斷技術的目的和意義1.2故障診斷的任務1.3故障診斷技術發展概況1.3.1故障診斷技術的歷史、現狀與發展1.3.2故障診斷基本方法1.3.3人工智能發展歷程1.3.4發展方向習題參考文獻2故障診斷的基本原理和技術基礎2.1故障診斷的基本概念2.1.1故障的定義2.1.2故障的分類2.1.3故障診斷流程2.1.4故障診斷技術的分類2.2故障診斷基礎2.2.1系統的構成2.2.2故障的基本特性2.2.3故障診斷的多維層次模型2.3故障診斷信息的獲取和檢測方法2.3.1故障診斷的知識構成2.3.2故障信息的獲取方法2.3.3故障的檢測方法2.3.4故障特徵識別2.4診斷技術與維修方式2.4.1故障診斷技術在設備管理現代化中的地位和作用2.4.2五種維修體制的特點和運用範圍2.4.3故障維修決策2.4.4現場故障診斷技術的技術框架和工作程序習題參考文獻3故障診斷中的信號處理4智能故障診斷方法5故障預測技術

2.2故障診斷基礎
2.2.1系統的構成
根據系統論的觀點，系統是由有限個“元素”通過元素之間的“聯系”按照一定的規律聚合而構成的。系統中的“元素”與“元素間的聯系”這一總體稱為系統的“構造”。系統的元素可以是子系統，而子系統的元素又可以是更深層次的子系統，直至其元素是物理元件。層次性是系統的一種基本特性。
系統的基本性質（或狀態）取決于元素的性質（或狀態）及其間聯系的性質（或狀態），而系統的行為（輸出）則取決于系統的基本性質以及系統同外界的關系（輸入、客觀環境的影響和作用等）。系統的行為中人們所需要的，即設計中所要求實現且能完成一定任務的部分稱為系統的“功能”。
工程中的系統種類繁多，繁簡不一，但基于其構造與功能，可分為三類：
（1）簡單系統
在構造上，此系統由若干物理元件組成，元件間的聯系是確定的；在功能上，系統的輸出與輸入之間存在著由構造所決定的定量的或邏輯的因果關系。
（2）復合系統
在構造上，此系統由多個簡單系統作為元素組合而成，這種組合可以是多層次的，層次之間的聯系都是確定的；在功能上，復合系統的特點與簡單系統的特點相同。
（3）復雜系統
在構造上，此系統由多個子系統作為元素組合而成，這種組合是多層次的，在子系統內，層次之間的聯系可能是不確定的；在功能上，系統的輸出與輸入之間存在著由構造所決定的一般并非嚴格的定量的或邏輯的因果關系。現代大生產中系統越來越復雜，例如一臺大型汽輪發電機組由汽輪機、發電機、轉子系統、汽缸系統、定子系統、支撐系統、基礎系統、真空系統、調節系統以及供油系統等許多分系統組成，而每一分系統又由許多子分系統或部件組成，這些分系統之間在構造上和功能上都存在眾多的聯系或耦合作用，隨著工況的變化（例如轉速、負荷等），系統的輸入與輸出之間的關系也隨之發生變化。這就是進行故障診斷所面向的物理對象。
2.2.2 故障的基本特性
系統的故障多種多樣，有些故障行為和特征較明顯，可用某種物理方法直接檢測，而多數故障情況比較復雜，特別是復雜系統，由于故障和征兆之間不存在一一對應的簡單關系，使問題更為復雜化。一般來說，故障具有如下特性：
（1）層次性
復雜系統的結構可劃分為系統、子系統、部件和元件等各個層次，其功能也可劃分為若干層次。因而其故障和征兆也有不同的層次，因此在故障診斷中可設計某種層次診斷模型和層次診斷策略。