机电一体化设备故障诊断系统设计与应用

机电一体化设备故障诊断系统设计与应用设计与分析◆ＳｈｅｊｉｙｕＦｅｎｘｉ１０４机电一体化设备故障诊断系统设计与应用方立友（无锡南洋职业技术学院，江苏无锡２１４０８１）摘要：以信号处理理论为基础，针对常见机电一体化设备提出了故障诊断系统的设计理念，并据此对机电一体化设备故障诊断技术进行了总结，希望能科学有效地提高设备的可靠性、鲁棒性以及实用性。关键词：机电一体化；故障诊断系统；设计０引言当今社会深受科学技术力量的推动，机电一体化技术日益成熟，变得更加趋于柔性化、智能化、微型化、网络化以及仿生物系统化。机电一体化主要是将电子技术融入到传统的机械装置中去，使机械装置与电子设备以及软件形成有机的结合体。而随着人们对机电一体化产品提出更加严格的要求，机电一体化设备的故障诊断系统就迫切需要向前迈进一大步。为此，本文以电子技术中的信号处理理论为基础，针对常见的机电一体化设备提出了合理的故障诊断系统设计理念，并据此对机电一体化设备故障诊断技术进行了总结，希望能科学有效地提高设备的可靠性、鲁棒性以及实用性。1基于信号处理理论的机电一体化设备故障诊断机电一体化设备不可避免地要执行旋转动作，其在运行过程中也难免存在噪声，部位或转速不同，设备部件发出的噪声频率也不同。即便如此，想要从如此多频率的噪声中分析得到故障点也并非易事。为此，首先需要做的是进行噪声数据的有效采样和存储。一般方法是利用拾音器和声卡直接将噪声信号采集至计算机，声卡同时将收集来的模拟信号转化为数字信号，即进行Ａ／Ｄ转换。一般而言，信号的分析分为时域和频域分析。采集来的信号为时域信号，为了能更加清晰完整地分析信号，一般要将时域信号转变为频域信号进行分析，即进行信号的频谱分析。其次，要将采集的信号数据以音频文件的形式保存，再导入Ｍａｔｌａｂ工作空间中以便处理。最后，利用频谱图来对噪声进行分析，进而找出故障点所处位置。例如，图１中左边为某一机电一体化设备在正常工作条件下的噪声频谱图，右边则为此设备发生故障时的噪声频谱图。分析比较可以看出，右边的信号图在４６０Ｈｚ处出现了一个明显的波峰，此处即该设备发生异常情况的点，由此追本溯源，即可找到发生故障的地方。图１某机电一体化设备发生故障前后噪声频谱图进行故障诊断最重要的一条就是做好监控工作。一般来说，设备的监控就是对设备的状态进行实时监测。图２为一般的设备状态监测诊断过程。从图２中可以