齿轮故障诊断专家系统

D0I:10.13374/j.issnl001-053x.1994.05.007 第16卷第5期 北京科技大学学报 Vol.16 No.5 1994年10月 Journal of University of Science and Technology Beijing 0ct1994 齿轮故障诊断专家系统 马祥华沈水福布昭元 北京科技大学机械工程学院，北京100083 摘要在分析了以往的齿轮故障诊断方法及大量试验数据的基础上，选出了对应于各故障敏感的 参量，总结归纳了齿轮故障的判据并在此基础上建立了故障诊断的专家系统，把模糊理论用以知 识表示进行不精确推理；采用元知识控制下的反向推理机制并根据推理结果赋以合理的解释，该 系统既能本机自动诊断又能结合其它诊断方法作精密诊断；还能兼顾在线监测与离线分析，利用 该系统对齿轮试验数据进行分析、处理进而推理、诊断获得了满意的效果， 关键词齿轮，故障诊断，专家系统 中图分类号TH132.41,TP133.13,TP18 Expert System for Diagnosing Gear Faults Ma Xianghua Shen Shuifu Bu Zhaoyuan Mechanical Engneering College,USTB,Beijing 100083.PRC ABSTRACT Under theoritical study and analysis signal of gear vibration by various process- ing methods,some effective criteria are summed up and the expert system is set up.In this system,in order to make uncertain reasoning,fuzzy theory is applied to knowledge presentation; the backward reasoning mechanism controlled by meta-knowledge is adopted;the reasenable explanation according to the reasoning result is attached as well,The other features of this sys- tem are:1)not only being useful for automitic diagnosis by itself but used for pricise diagnosis cooperated with other methods,and 2)having consideration of both on-line monitoring and off-line analysis at the same time. KEY WORDS gears,fault diagnosis,expert systems 用测振的方法对齿轮故障进行诊断的研究虽已获得很大的进展，但由于影响齿轮振动的 因素较多，并且在拾取信号时所经历的环节较多，以致包含重要信息的高频信息大量衰减甚 至丧失，给齿轮故障诊断带来了困难，因此，对于齿轮故障诊断缺乏一种普遍有效的方法 ，这就使得研制多方法、多参量综合应用的齿轮故障诊断系统有着非常现实意义，在进行大 量试验数据分析、总结、归纳齿轮故障诊断判据的基础上，建立了齿轮故障诊断专家系统. 1993-08-12收稿 第一作者男32岁讲师

第 61 卷 第 5期 北 京 科 技 大 学 学 报 1望“ 年 01 月 Jo u l n a l o f U ni v e rs ity o f S a e n c e a nd Te hc n o fo gy Be 劝ngi V d . 16 N d . 5 0 改 1望玛 齿轮故 障诊断 专家系 统 马 祥华 沈水福 布 昭元 北京科技大学机械工程学 院 , 北京 1(刀 )8 3 摘要 在分 析了 以往 的齿 轮故障诊断方法及大 量试验数据 的基础上 , 选出了 对应于 各故障敏感的 参量 . 总结 归纳了齿 轮故 障的判 据并 在此基础 上建 立了故 障诊 断的专家 系统 . 把模 糊理 论用以知 识表示进行不精确推理 ; 采用元知识控制下的反 向推理机制并根据 推理结果 赋以合理 的解释 , 该 系 统既能本机 自动诊 断又 能结合其它诊断方法作精密诊断 ; 还能兼顾在 线监测 与离 线分析 . 利用 该系 统对齿 轮试 验数据 进行分析 、 处理进而推理 、 诊 断获得 了 满意 的效果 . 关健词 齿轮 , 故障诊断 , 专家 系统 中图分类号 T H 132 . 4 1 , 作 133 . 13 , 开 18 E x pe rt S ys te m of r D i a g n o s ign eG a r F a ul ts M a iX a n护 u a hS o hS u ifu Bu Z h a oy u a n M eC ha n i司 E n即代 n gn bC l】卿 , U S T B , B iej ing lX( 刃83 , P R C A B S I , R A C T U nd er t h o ir t ica l s t u d y a n d a n a l ys is s ign a l o f g ea r vi b ra t i o n b y va ir o us Pro 璐 s - in g me ht o ds , s o me e 伟沈t ive icr et ir a a er s u m m de u P a dn t h e e x P e rt s ys te m 15 se t u P . nI t ihs s ys t er n, in o dr er ot anI ke u n eC ir a in 获级 s o n in g , fu z y t h co yr 15 a p lP ide ot k加w lde ge P n 泛℃们 at iot n ; t h e ab ck aw dr 获级 s o nm g n 蓝℃h a 此m co n t or l de b y n 吮 at 一 kn o wl de g e 15 a d o p 团; t h e 代么涨泊a bl e ex p 址an iot n a 助dr in g ot ht e ~ 。 n ign 心ul t 15 a at e h de as 认le l , T be o t h e r afe t u n 污 of ht is s ys - t e m a er : l ) no t o uly ibe n g us e fu l fo r a u ot 而ict d i a g n o s is b y ist elf b u t us de fo r P ir 比e d i a gn o s is co o P aer 团 iw t h o t h e r n r t h o ds , a n d Z) h a v ln g co sn id e ar t i o n o f b o ht o n 一 h n e mo 正ot n n g a dn o f 一 iln e a an 娇15 a t ht e s a me t ime . K E Y W O R D S gea sr , af ul t d i a gn o s is , ex Pert s ys t e 任` 用 测振 的方法 对齿 轮故 障进 行诊 断 的研究 虽 已 获得 很 大 的进展 , 但 由于影 响齿 轮振 动 的 因素较 多 , 并 且在 拾取 信号 时所经历 的 环节较 多 , 以 致 包含 重要 信 息 的高频 信息大 量 衰减甚 至 丧失 , 给 齿 轮 故 障 诊断 带来了 困 难 . 因此 , 对于 齿 轮 故 障诊 断缺 乏 一 种 普 遍 有 效 的 方法 , 这 就使得 研制 多方 法 、 多参量综 合应 用 的齿轮 故 障诊断系 统有 着非 常现 实意义 . 在 进行大 量 试 验数 据分析 、 总结 、 归纳 齿轮 故 障诊断判据 的基 础上 , 建立 了齿 轮故 障诊 断专家 系统 . 1卯 3 一 08 一 12 收稿 第一作 者 男 32 岁 讲 师 DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 1994. 05. 007

.436 北京科技大学学报 1994年No.5 1齿轮诊断方法及一些参量的优化 1.1齿轮诊断方法 在齿轮故障诊断的方法中，振动信号的分析方法应用最广泛，技术也较成熟，成为齿轮 故障诊断的主要技术，振动信号的分析方法中时域分析、谱分析、包络分析、频率波动分 析、共振解调分析等均有较好的效果山， (1)时域分析：包括时域波形分析和时域参数值分析， 时域波形分析：振动信号是齿轮振动状态的直观显现，对应于不同的故障，其振动波形 表现出不同的形态，如点蚀故障会使波形中出现明显的幅值调制现象；裂纹或断齿故障会 使波形中出现明显的周期性冲击.实际分析中，为了消除干扰信号的影响，多采用时域同步 平均技术对信号进行预处理， 时域参数值分析：通过计算振动信号的峰值、均方根值、脉冲指标、裕度指标、峭度系 数、振铃计数等参数来诊断齿轮故障.该方法计算量小，适合实时监测. (2)谱分析：包括功率谱分析和倒谱分析，功率谱分析对大面积磨损、点蚀等故障诊断 效果较好；倒谱分析对齿面点蚀及齿根裂纹等故障诊断效果较好， (3)包络分析：包络分析对齿轮故障诊断很有效，对故障的发展比较敏感， (4)频率波动分析：它是直接分析经希尔伯特(Hilbert)变换后获得的调频信号或调相信号， 根据相位或频率的变化特征来诊断齿轮的故障.由于频率波动分析利用了信号的相位信息，因 而具有很好的抗干扰性，信噪比高，且与信号的强弱无关，该方法对于齿轮局部故障有很好 的诊断效果2习， (⑤)共振解调分析：共振解调分析充分利用传感器对其固有频率的共振响应，排除了与 故障无关但又强大的机器正常振动信号的影响，从而大大地提高了信噪比.共振解调分析成 功地诊断出齿根裂纹、剥落、断齿等故障. 由以上分析可以得出，不同的诊断方法有各自的敏感区域，表现出对不同的故障，灵敏度 不同；诊断齿轮故障必须多种方法、多个参数综合应用，互相验证才能保证诊断的可靠性. 12诊断参数的选择 (1)时域分析中，选用以下参数： ①振动信号的峰值； ②振动信号的均方根值； ③脉冲指标； ④裕度指标； ⑤峭度系数； ⑥振铃计数， 其中，振铃计数直接反映轮齿表面的质量，随着齿面质量的变坏，振铃计数会急剧地增加， (2)功率谱分析中，选用以下参数： ①一阶啮合频率幅值； ②二阶啮合频率幅值； ③三阶啮合频率幅值； ④二阶啮合频率边频带的幅值； ⑤二阶谐波能量； ⑥四阶谐波能量. (3)倒谱分析中，选用参数为对应轴频的倒频率的幅值

4 36 北 京 科 技 大 学 学 报 1望 )4年 N O . 5 1 齿轮诊断 方法及一 些参量的优化 L l 齿轮诊断方法 在齿 轮故 障 诊 断的方 法 中 , 振 动信号 的分析方 法应 用最 广 泛 , 技 术也 较 成 熟 , 成 为 齿 轮 故 障诊断的 主要 技术 . 振 动信号 的分析 方 法 中时 域 分析 、 谱分析 、 包 络 分 析 、 频 率 波 动分 析 、 共振 解 调分 析等 均有 较好 的效果 I[] . ( l) 时域 分析 : 包 括 时域 波形 分析 和 时域 参数值分 析 . 时域波形 分析 : 振 动信 号是 齿轮 振动 状态 的直观 显 现 , 对应于 不 同 的故 障 , 其振 动波 形 表 现 出不 同的形 态 . 如点 蚀 故障 会使波形 中 出现 明显 的 幅值调 制 现 象 ; 裂 纹 或 断 齿 故 障 会 使波 形 中 出现 明显 的周期 性冲 击 . 实 际分 析 中 , 为 了消 除 干扰信号 的影 响 , 多 采用 时域 同步 平均 技术对信 号 进行 预处理 . 时域 参数值 分析 : 通 过计算 振动 信号 的峰值 、 均 方根 值 、 脉冲 指 标 、 裕度 指 标 、 峭度 系 数 、 振铃 计数等 参数来诊断齿 轮 故 障 . 该方 法 计算量 小 , 适 合 实 时监 测 . ( 2) 谱分析 : 包括功 率 谱分析和倒 谱分析 . 功率 谱分析 对大 面 积磨 损 、 点蚀 等 故 障诊 断 效果 较好 ; 倒 谱 分析对齿 面 点蚀 及齿 根裂 纹等 故障诊断 效果较好 . ( 3) 包 络分析 : 包 络分 析对 齿轮 故障 诊断很 有效 , 对故 障的发 展 比 较敏 感 . ( 4) 频率波 动分析 : 它是 直接分析经希尔伯特 ( H il be rt ) 变换后获 得 的调 频信 号或调 相信号 , 根据 相位 或 频率的 变化 特征来 诊断齿轮的故障 . 由于频率波动分析利用 了信号 的相位 信息 , 因 而具 有很好 的抗 干扰 性 , 信噪 比高 , 且 与信号 的强 弱无 关 , 该方 法 对于 齿 轮 局部 故 障有 很 好 的诊断效 果 2[ , 3] . (5 ) 共 振解 调分析 : 共 振解 调分 析 充分利 用传感器 对其 固有频 率的共 振 响 应 , 排 除 了 与 故 障无 关但又 强 大 的机器 正 常振 动信 号 的影 响 , 从而 大 大地 提高 了信 噪 比 . 共振 解调 分析成 功地 诊 断 出齿 根 裂纹 、 剥 落 、 断 齿等 故 障 . 由以 上分 析 可 以 得 出 , 不 同的诊断方 法有各 自的敏感 区域 , 表现 出对不 同的故 障 , 灵敏 度 不 同 ; 诊断 齿轮 故 障必须 多种 方 法 、 多 个参数综合 应 用 , 互相 验证才 能保证诊 断的 可靠 性 . 1 .2 诊断参数 的选择 ( l) 时域分 析 中 , 选 用 以 下参数 : ①振 动信号 的峰值 ; ②振 动信号 的均方 根值 ; ③脉冲 指标 ; ④裕 度 指标 ; ⑤峭度 系数 ; ⑥振 铃计数 . 其中 , 振 铃计 数直 接反 映轮 齿表 面 的质 量 , 随着齿 面质 量 的变 坏 , 振铃 计数 会 急剧 地增 加 4[] . ( 2) 功率谱分 析 中 , 选用 以 下参数 : ① 一 阶啮合 频 率幅值 ; ②二 阶啮合 频率 幅值 ; ③三 阶 啮合频 率 幅值 ; ④二 阶啮合 频率 边频 带 的 幅值 ; ⑥二 阶谐波 能量 ; ⑥四 阶谐波 能量 . ( 3) 倒谱 分析 中 , 选 用参数为 对应 轴频 的倒频 率 的 幅值

Vol.16 No.5 沈水福等：齿轮故障诊断专家系统 .437. (4)包络分析中，选用轴频对应幅值和啮合频率对应幅值， (⑤)频率波动分析中，选用频率波动的幅值. (6)共振解调分析中，选用轴频对应幅值和啮合频率对应幅值. 2专家系统的构成 本系统是针对二级减速箱设置，能对齿轮的运行状态进行监测和故障诊断 GFDES系统总体结构如图1所示，它由知识获取、知识库、推理机、解释机制、中间 数据库、信号分析与特征获取、人机接口7个模块组成问 (1)知识表示：为了能够表达诊断的深层 人 机 接 口 数据采集 知识，GFDES系统采用框架形式的知识表 信号分析 示模式，图2是用Turbo C语言表示的框架 知识获取 解释机制 结构.其中，name[80]为目标名，用以标示该 特征提取 中间数据库 框架；chh为目标特性代码，确定该框架是否 打印 是子目标；alist指向特征量链表.特征量链表 知识库 推理机 如图3所示，结构为一个单链表.其中， 诊断结论 存贮 attrib[80]为特征量名；numb为特征量代码； 报警 relat为特征量之间的逻辑关系；prob为特征 量的可信度；next指向下一个特征量，这种知 图1 GFDES系统总体结构框图 识表示的特点是模块性好，有利于知识库的扩充和完善 Fig.1 General layaut of GFDES struct ob ject struct attribute char name [80]: char attrib [80]: int chh: int numb; struct attribute alist;) char relat; ob: float prob: struct attribute next:at: 图2知识表示的框架结构 图3特征量链表示结构 Fig.2 Frame structure of knowledge presentation Fig.3 Chain list structure of feature value (2)知识获取：GFDES系统采用全屏幕编辑的形式，从领域专家或知识工程师那里获取 诊断知识. (3)知识库：由于专家的大部分知识是不精确的，反映在规则上，条件与结论之间就不 一定有百分之百的对应关系，为了反映条件与结论之间的不确定关系，系统引入可信度因子 (C℉)的概念，可信度因子是表示条件命题可信赖性的一个量度，它的值越大，则表明该规则 的把握越大， 系统中知识库以规则集的形式表示：“V”一OR,“个”-AND. Rule:1 F{功率谱中啮合频率对应幅值上升(0.75)∧功率谱中二阶谐波能量上升(0.8)}

vo l . 16 N b . 5 沈水福等 : 齿轮故障诊断专家系统 (4 ) 包络 分析 中 , 选 用轴 频对 应 幅值和 啮合频率 对应 幅值 . (5 ) 频率波动 分析 中 , 选 用频率波 动 的幅值 . (6 ) 共 振解 调分 析 中 , 选用 轴频 对应 幅值和 啮合频 率 对应 幅值 . 2 专家 系统的构成 本系 统是针 对二 级减 速 箱设置 , 能对齿轮 的运 行状 态进 行监 测 和故 障诊 断 . G F D ES 系统总 体结 构如 图 1 所 示 , 它 由知 识获 取 、 知 识 库 、 推 理 机 、 解 释 机 制 、 中 间 数据库 、 信号分析与特 征 获取 、 人机 接 口 7 个模 块 组成阎 ( l) 知识表 示 : 为 了能够 表 达诊断 的深层 知 识 , G F D ES 系 统采 用 框 架 形 式 的 知 识 表 示模 式 , 图 2 是用 T u br 0 C 语 言表 示 的框 架 结构 . 其 中 , n a len 8[ 0] 为 目标 名 , 用 以 标 示 该 框架 ; c h h 为 目标 特性 代码 , 确 定该框 架 是 否 是子 目标 ; a ils t 指 向特 征量链表 . 特 征量链 表 如 图 3 所 示 , 结 构 为 一 个 单 链 表 . 其 中 , a itr b[ 80 1为特 征量 名 ; n u 几lb 为特征量 代码 ; 比l a t 为特征量 之 间 的逻辑关 系 ; p or b为特 征 量 的可信度 ; n ex t 指 向下 一个 特征 量 , 这种知 人 机 接 口 信号分析 知识 获取 卜 释机制 卜征提 取 知识库 推理机 存贮 识 表示 的特点 是模 块性好 , 有 利于 知识 库的扩充 和完 善 . 图 1 G F D E S 系统 总体 结构框 图 F 电 . I G翻呛阁 h 姆吐 of G F D E S s it U c t o b j呱{ c ha r n a IT r !80] : in t Ch h : s tur Ct at itr b u et o b : * 砒t; } s tur c t a ttir b uet { c h ar a itr b !80] : in t n t盯山; c l l a r er 】a t; flo at p or :b s t ur c t a itr b u et * n e x t : } a 七 图 2 知 识表示 的框 架结构 图 3 特征量链表示 结构 珑.2 F 玲nI 犯 动n 州U 代 of kl 扣W al 电e 声艘 n at 柱On 瑰3 C ha j l l 极 成n 烈Il er of afe eUrI 回理 ( 2) 知 识获取 : G F D E S 系 统采 用全 屏幕编辑 的形 式 , 从领域 专家 或知 识工 程师 那里 获取 诊 断知识 . ( 3) 知识库 : 由于 专家 的大部 分知识是 不 精确 的 , 反 映 在 规则 上 , 条 件 与 结论 之 间 就不 一 定有百 分之 百 的对应 关 系 , 为 了 反 映条件 与结 论之 间 的不 确 定 关 系 , 系 统引 人 可 信 度 因子 (C )F 的概 念 . 可信 度 因 子是 表示 条件 命题可 信赖 性 的一个 量度 , 它的值越大 , 则 表 明该规则 的 把 握越 大 . 系 统 中知识 库 以规则集 的形式 表示 : “ 丫 ” 一 O R , “ 八 ” 一 A N D . R ul e : l IF { 功率谱 中啮合 频率 对应 幅值上升 (0 . 7 5) 八 功率 谱中二 阶谐波 能量 上升 (0 . 8) }

438 北京科技大学学报 1994年No.5 V{包络谱中啮合频率对应幅值上升明显(0.9)} V{共振解调分析中啮合频率对应幅值上升较大(0.9)} THEN齿面产生疲劳点蚀故障 (4)知识库管理：GFDES系统开发的知识管理功能有：知识的建立、知识库的显示、 知识的增删、知识的检索、知识的存贮 (5)推理机：它包括推理方式和控制策略两个问题.系统采用不精确推理方式，为此： ①在证据不确定性的描述中，引入模糊集合中的隶属度的概念，所谓隶属度是用来 反映一个对象符合某种概念的程度，它的值是取区间[0，】中的某一个值.系统中证据的隶属 度是通过该证据的隶属函数求得的， ②在知识不确定性的描述中，系统引入可信度因子的概念， ③对于不确定性的传播算法，系统采用如下规则： E1,E2表示证据；H表示结论；CFE1)、CFE2)表示规则可信度；MFE1)、MF(2) 表示证据隶属度， a证据是单个条件时， IF E with CF(E),MF(E) THEN H with CF(H,E). CF(H,E)=minCF(E),MF(E) b证据是多个条件的逻辑组合 a)证据是AND连接 FE1 with CF(E1),MFEl】 AND [E2 with CF(E2),MF(E2)] AND [E3 with CF(E3),MF(E3)] THEN H with CF(H,E). CFH,E)=min{min[CF(E1),MFE1,min[CF(E2),MFE2以，min[CF(E3),MFE3】} b)证据是OR连接 FE1 with CF(E1),MFE1】 ORE2 with CF(E2),MFE2】OR[E3 with CF(E3),MFE3】 THEN H with CF(H,E). CF(H,E)=max{min[CF(E1),MF(E1)],min [CF(E2),MF(E2),min[CF(E3),MF(E3)) 推理的控制策略采用元知识控制下的反向推理机制.首先利用元知识预选推理目标，然 后用反向推理给予证实， (6)解释机制：系统采用追踪解释法对推理结果进行解释，它有两种功能：一是解释 一个结论是如何得来的；二是解释某一个结论为什么不成立. (7)人机接口：GFDES系统的人机接口采用菜单形式，并设有提示符，方便灵活. GFDES系统是具有两级诊断功能，第一级是不需要用户介人的自动诊断；第二级是人 机交互的精密诊断， 自动诊断是把测点信号进行数据处理后，由特征获取模块获取当前状态各种有效的特征 值，将这些特征值与标准值进行比较，即可得到诊断所需的信息；根据推理，确定故障的类

· 4 3.8 北 京 科 技 大 学 学 报 1男4 年 N b . 5 V {包络 谱中啮合频率对应 幅值上 升 明显 ( .0 9) } V {共 振 解调分 析 中啮合频 率对应 幅值上 升 较大 ( .0 9) } T H EN 齿面产生 疲劳点蚀故 障 ( 4) 知 识库管理 : G F D SE 系统 开发 的知 识管理 功 能有 : 知 识 的建 立 、 知 识库 的显 示 、 知 识 的增 删 、 知 识 的检索 、 知识 的存贮 . ( 5) 推 理机 : 它包括 推理 方式 和控 制 策略两 个问题 . 系 统采用 不精 确 推理方式 , 为此: ① 在 证据 不 确定性 的描 述 中 , 引人模糊集 合中的隶 属度 的概念 . 所谓 隶属 度是 用来 反 映一个对 象符 合某种概 念的程度 , 它的值 是取 区 间 0[ , 1 中的某一 个值 . 系统 中证据的隶属 度是 通过该 证据 的隶 属 函数求 得 的 . ② 在 知识 不确 定性 的描 述 中 , 系统 引人可 信度 因子 的概 念 . ③ 对于 不确 定 性 的传播算法 , 系统采 用如 下规则 : lE , E Z 表示 证据 ; H 表示结论 ; C F(E l) 、 C F 伍2) 表示规则可信度 ; M F (E l) 、 M F (2 ) 表示 证据 隶属 度 . a 证据是 单个 条件 时 , IF E iw t h C F 伍) , M F 伍) T H E N H iw t h C F 归 , E ) . CF 尹 , E ) = m { C F (E ) , M F伍)} b 证据 是多 个条件 的逻辑 组合 a) 证 据是 A N D 连 接 IF E[ 1 iw t h C F 伍l ) , M F 伍 l )] AN D 田2 iw ht C F 伍2 ) , M F 伍2 l) A N D 甲3 iw ht C F 伍3) , M F伍3)] T H E N H iw ht C F 归 , E ) . C F 归 , E ) = imn {nu C[ F (E l ) , M F 伍 l )] , 而n C[ F ( E Z) , M F伍2 )] , nu C[ F 正3 ) , M F (E 3 )] } b) 证据 是 O R 连接 IF E[ l 初t h C F 伍 l ) , M F 伍 l )] O R 田2 iw ht C F 伍2 ) , M F 正2 )1 O R E[ 3 iw t h C F 伍 3 ) , M F 正3 )] T H E N H iw ht C F (H , E ) . CF (H , E ) = ma x { imn C[ F (E l ) , M F (E l )] , 而n C[ F’( E Z) , M (FE 2万 , nIUT C[ 班3 ) , M雌3】} 推理 的控 制策 略采 用元知 识控 制下 的反 向推理 机 制 . 首先 利用 元知 识预 选 推理 目标 , 然 后 用反 向推 理给 予证实 . (6) 解 释机 制 : 系统采 用追 踪解 释 法 对推理 结 果 进行 解 释 , 它 有 两 种 功 能 : 一 是 解 释 一 个结 论是 如何 得来 的 ; 二是 解释 某一 个结 论 为什 么不 成立 . ( 7) 人 机接 口 : G F D ES 系统 的 人 机 接 口 采 用 菜 单形 式 , 并 设 有 提 示 符 , 方 便 灵 活 . G F D ES 系统是 具有 两 级诊断功 能 , 第一 级 是 不需 要 用 户介 人 的 自动 诊 断 ; 第 二 级 是 人 机交 互 的精 密诊 断 . 自动诊断是 把测 点信号进 行数 据处理后 , 由特征 获取 模块 获 取 当前 状态各种有 效 的特 征 值 , 将 这些特 征值 与标准值 进 行 比较 , 即可 得到 诊 断所需 的信息 ; 根 据推理 , 确 定故 障的类

Vol.16 No.5 沈水福等：齿轮故障诊断专家系统 .439. 型和程度.精密诊断是在人工干预的情况下，对设备进行诊断，它充分利用专家的能动性及 在自动诊断中不能获取的信息（如噪声）， 3结论 (1)对以往的齿轮诊断方法进行了优化，选出了对应各故障敏感的参量，建立了诊断系 统的知识库， (2)把模糊理论用于知识表示，进行不精确推理，元知识控制下的反向推理机制，提高 了监测诊断的速度， (3)系统具有解释功能，提高了系统的实用性和用户对机器求解的可信度 (4)加强系统自学习功能的开发，进一步到现场工作，不断修正知识库的内容，使之 付诸实用. 参考文献 1沈水福，高大勇，设备故障诊断技术，北京：北京科学出版社，1990.89~107 2沈水福，王继祥.齿轮局部故障诊断方法的研究.齿轮，1991,15()：35一39 3陈克兴，李川奇，设备状态监测与故障诊断技术.北京：科学技术文献出版社，1991.361~364 4布昭元.齿轮箱故障诊断系统的研究：[硕士论文]北京：北京科技大学机械工程系，193.42~43 5吴信东，邹燕，专家系统技术，北京：电子工业出版杜，1988.11~14 的的的的的的的的的的给的铃的论铃的的钟的钟0的的响的的的的的的的的的的岭纳的钟响响的 (上接434页) 4结论 提出了直接热装生产方式计划系统实现的具体设想，这个设想还需要在在生产实践中经 过不断探索、修改和完善之后，才能成为一个良好的实施系统，从而真正实现直接热装一体化 计划和调整功能， 参考文献 1洪国芳主编，生产管理学.，哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1990 2滨田洋行等.A1利用L℃铁钢一贯管理之入子ㄙ⑦构筑，NKK技报，1991,137：9~17 3张振良编.应用模糊数学.重庆：重庆大学出版社，1991 4何新贵编，知识处理与专家系统.北京：北京国防工业出版社，190

V OI . 16 N O . 5 沈水福等 : 齿轮故障诊断专家系统 . 43 .9 型和 程度 . 精密诊断是 在人 工干 预 的情况 下 , 对设备进 行诊断 , 它充分利 用 专家 的能 动 性 及 在 自动 诊 断中不 能获 取 的信息 (如 噪声 ) . 3 结论 ( l) 对 以 往 的齿轮 诊断 方法 进行 了优 化 , 选 出 了对应各 故 障敏 感 的 参量 , 建 立 了诊 断系 统 的知识 库 . ( 2) 把模 糊理论用 于知 识表 示 , 进行 不精 确 推理 . 元 知识 控 制 下 的 反 向推 理 机 制 , 提高 了监 测诊 断的速 度 . ( 3) 系 统具有 解释 功能 , 提 高 了系 统的 实用性 和 用户 对机器求 解 的可信度 . (4 ) 加 强系 统 自学 习 功能 的 开发 , 进 一 步到 现 场 工作 , 不 断 修正 知 识 库 的 内容 , 使 之 付诸 实用 . 参 考 文 献 1 沈水福 , 高大勇 . 设备故 障诊 断技术 . 北 京: 北京科学出版社 , 19男) . 89 一 107 2 沈水福 , 王 继祥 . 齿轮局 部故 障诊 断方法 的 研究 . 齿轮 , 19 1 , 巧 (l) : 35 一 39 3 陈克兴 , 李 川奇 . 设备状态监测 与故 障诊 断技术 . 北 京: 科学技术文献出版社 , 19 1 . 361 一 3麟 4 布昭 元 . 齿轮箱故 障诊 断系 统的研究 : 【硕士 论文 ] . 北京: 北京科技大学机械工程系 , 19 3 . 42 一 43 5 吴信东 , 邹燕 . 专家系 统技术 . 北京 : 电子工业 出版社 , 198 . 1 一 14 ( 上接 4 3 4 页 ) 4 结论 提 出 了直 接热 装生 产方 式计划 系统 实现 的具体设想 . 这个设 想 还需要 在在 生 产实 践 中经 过不 断探索 、 修改 和完 善之 后 , 才 能成 为一个 良好 的实施 系统 , 从 而真正 实 现直 接热 装 一 体 化 计划和调 整功 能 . 参 考 文 献 洪 国芳 主编 . 生 产管理学 . 哈尔滨: 哈 尔滨工业大学 出版社 . 19男) 滨 田洋行等 . AI 含 利用 L 〔 铁钢一 贯管理 夕 久 少 人 刃 构 筑 . N K K 技报 , 19 1 , 13 :7 9 一 17 张振 良编 . 应用 模糊数学 . 重庆: 重 庆大学 出版社 , 19 1 何 新贵 编 . 知 识 处理与 专家系 统 . 北京: 北京 国 防工 业出版社 . 1塑灭)