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设计与分析ShejiyuFenxi

机电系统控制信号异常的故障树分析

夏飞周明官平吴靓

（重庆华伟工业（集团）有限责任公司，重庆400712)

摘要：机电产品X的功能是用于架设负载设备，其在长期加电过程中出现了异常工作状态，该异常工作的状态出现不具有

规律性，呈现出偶然性。机电产品X偶然性触发的异常工作状态会造成机电产品X和负载设备的损坏，为此，基于故障树分析的方

法，分析了机电产品异常工作状态的成因，验证了故障树各节点是否存在故障情况。在正常环境、高温潮湿环境循环重复试验，

结果表明故障成因是腔体工艺孔盲孔打通腔体内壁，水汽被吸入机电产品X的腔体内部，不能及时排出，导致腔体内部长期处于

高温潮湿环境。在高温潮湿环境下，光耦输出端电平由于处于低电平电压最大值1.164V与高电平电压最小值1.833V之间，为

芯片检测的未知状态，某时刻电压处于低电平，光耦输出端电压被拉低，芯片检测到低电平信号时，引起电机异常转动。在高温

试验箱烘干腔体各组成部分，用300℃的热风枪取下光耦通电，输出3.27V，表明光耦未损坏，再用热风枪将光耦焊接至控制

板，输出电压正常，异常工作状态不再出现，机电产品X工作正常。

关键词：故障树分析；机电系统；异常分析

中图分类号：TP271+.4文献标志码：A文章编号：1671-0797(2024)14-0034-04

D0l:10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2024.14.007

0引言位，在保证技术标准要求之下[14-15]，提升了机电产品

机电产品X的功能是在单方向上进行直线运动，X机电系统的可靠性，同时又为后续研究者提供了关

往往在其结构上挂载负载实现特定的功能，机电产于电机控制异常的潜在解决方案。

品X的核心是电机控制，由于本文探讨的重心与电机1故障定位及原因分析

控制异常有关，而非执行件的具体执行方式，因而后为了故障定位及原因分析，搭建了试验平台，如

文所述电机可直接代指机械结构的执行件。所研制图1所示，该平台包含了直流电源、控制板、位置传感

的机电产品X在调试试验阶段，发现电机出现异常工器、手柄和电机，被装配于一个特制腔体内部。其控

作状态，具体表现为在没有外部控制信号下，电机会制板程序主要控制流程如图2所示。

出现自行转动的现象，且现象出现的频次呈现出无

直流电源

规律性，有时候短时间出现多次，有时候很长时间仅

出现一次。由于该故障会造成潜在的较大经济损失

位置传感器控制板手柄

以及安全事故，因而需对故障进行准确定位及原因

分析，并进行机理分析。在对故障进行排查时，在方

法论上，工程应用中绝大多数的学者几乎均采用故

障树分析法[1-4]。郭靖等人在液压锚绞机的调试阶段

图1试验平台的组成

运用故障树分析法对液压锚绞机的液压系统进行故根据现场试验人员的描述情况及电机转动的控

障分析[5],在升降装置类故障分析中[6-9],张书轩对升

制逻辑、流程，建立故障树，如图3所示。

降机通过设计试验方案、试验装置，对升降机相关性各节点定义如下：

能进行了研究，给本文研究提供一定的思路[10]。1)X1：被其他信号干扰，误判为正转；

结合上述研究，本文运用故障树分析法，对故障2)X2：控制板手柄接口接收到正转指令；

进行分析排查1-13]。从问题的出现，分析定位产生的3）X3：控制芯片收到正转指令。

故障原因，依据故障树模型，结合系统控制框图，抽初步分析，故障原因可能是机电系统被干扰，机

丝剥茧，层层分析，分析到质量问题发生的准确定电系统接收到或其控制芯片接收到异常的正转转动