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第1章 绪论智能故障诊 断的基本概念 11 十月 2023 第一章 绪论 o 1. 课程的性质和内容 o 2. 智能故障诊断的基本概念 o 3. 智能故障诊断的研究目的和意义 o 4. 智能故障诊断的研究内容 o 5. 智能故障诊断的研究方法 o 6. 智能故障诊断的国内外研究概况 1. 课程的性质和内容 o 课程性质——高等院校工科类的一门专业课 智能故障诊断所涉及到的主要学科内容关系 课程内容 o 本课程为选修课 (共16学时)，主要讲述智能故障 诊断技术的理论基础部分，内容包括： n 智能故障诊断的基本概念(4学时) n 智能故障诊断的构成原理及方法(2学时) n 智能故障诊断的方案(3学时) n 智能故障诊断的控制策略(1学时) n 智能故障诊断的实现方法(2学时) n 分组讨论(2学时) n 复习总结(2学时) 学习要点 o 基础性：重点在于对基本概念、术语、结构和原理 的学习和掌握，目的是为以后的学习和研究工作打 下基础，具体的知识点和相关算法不在要求之内。 o 实践性：注意理论与实际应用相结合，在学习中思 考如何将相关的理论概念、结构和原理与实际工程 应用相对应。 o 主动性：智能故障诊断正处于日新月异的发展中， 其涉及到的先导知识很多，且新概念、新方法又不 断涌现和丰富，因此必须对相关知识点、以及当前 的技术流派和研究方向进行主动学习和追踪。 教材与参考 o 教材： n 王仲生编. 《智能故障诊断与容错控制》 . 西北工业大学 出版社， 2005年. o 参考： n 吴今培编. 《智能故障诊断与专家系统》 . 科学出版社， 1997年. n 杨军编. 《装备智能故障诊断技术》 . 国防工业出版社， 2004年. n 盛兆顺编. 《设备状态监测与故障诊断技术及应用》 . 化 学工业出版社， 2003年. o 2.1 什么是智能？ o 2.2 什么是故障？ o 2.3 什么是故障诊断？ o 2.4 什么是智能故障诊断？ 2. 智能故障诊断的基本概念 2.1 什么是智能？ o 智能： 是指能随内、外部条件的变化，具有 运用知识解决问题和确定正确行为的能力。 o 表现形式：观察、记忆、想像、思考、判断 o 智能可分为低级智能和高级智能： n 低级智能——感知环境、做出决策和控制行为 n 高级智能——不仅具有感知能力，更重要的是 具有学习、分析、比较和推理能力，能根据复 杂环境变化做出正确决策和适应环境变化 智能的基本要素 三个基本要素： 推理、学习、联想 o 推理——从一个或几个已知的判断(前提)，逻辑 地推断出一个新判断(结论)的思维形式 o 学习——根据环境变化，动态地改变知识结构 o 联想——通过与其它知识的联系，能正确地认识客 观事物和解决实际问题 智能应具备的条件(能力) 三个基本能力：感知、 思维、行为 o 感知能力——就是能感知外界变化和获取感性知识 的能力 o 思维能力——就是具有记忆、联想、推理、分析、 比较、判断、决策、学习等能力 o 行为能力——就是对外界刺激(输入信号)做出反 应(输出信息)并采取相应动作的能力 2.2 什么是故障？ o 故障： 是指设备在规定条件下不能完成其规 定功能的一种状态。可分为以下几种情况： n 1)设备在规定的条件下丧失功能； n 2)设备的某些性能参数达不到设计要求，超出 允许范围； n 3)设备的某些零部件发生磨损、断裂、损坏等， 致使设备不能正常工作； n 4)设备工作失灵，或发生结构性破坏，导致严 重事故甚至灾难性事故。 故障的分类 o 设备故障通常可分为——对象故障、仪表故障和系 统故障 o 按故障发生的性质分——硬故障和软故障 o 按故障发生的时间历程分——突发性和渐进性故障 o 按故障存在的时间历程分—— 间歇性和永久性故障 o 按故障显现的状况分——潜在故障和功能故障 o 按故障原因分—— 内在故障和环境故障 o … … 故障的性质 o 1) 层次性——系统是有层次的，故障的产生对应 于系统的不同层次表现出层次性。一般可分为系统 级、子系统级、部件级、元件级等多个层次；高层 故障可由低层故障引起，而低层故障必定引起高层 故障。诊断时可采用层次诊断模型和诊断策略。 o 2) 相关性——故障一般不会孤立存在，它们之间 通常相互依存和相互影响，如系统故障常常由相关 联的子系统传播所致。表现为，一种故障可能对应 多种征兆，而一种征兆可能对应多种故障。这种故 障与征兆间的复杂关系导致了故障诊断的困难。 故障的性质 o 3) 随机性——故障的发生常常是一个与时间相关 的随机过程，突发性故障的出现通常都没有规律性； 再加上某些信息的模糊性和不确定性，就构成了故 障的随机性。 o 4) 可预测性——设备大部分故障在出现之前通常 有一定先兆，只