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单位：唐山曹妃甸矿石码头有限公司
邮编：063200
邮寄地址：河北省唐山市曹妃甸工业区十八加，唐山曹妃甸矿石码头有限公司
手机号码：18831526880
作者姓名：于乐
出生年月：1986年12月6日
性別：男
民族：汉
籍贯：河北省三河市
公职单位全称：唐山曹妃甸矿石码头有限公司
职称：机电助理工程师
学历：本科
学位：学士
研究方向：变电站自动化
摘要 机电系统作为工业自动化过程中最为常见的基本单元，是工业中应用最广泛的子系统，随着现代化水平的不断提高，工业中的机电系统变得愈加复杂，自动化程度也不断提高，使其发生故障的概率也越来越大，一旦发生故障将影响整个系统的正常运行，因此如何快速的对机电系统的故障进行诊断和处理已成为工业生产中的一大难题，制约着机电系统的进一步发展应用。本文主要针对基于机电系统故障的一种诊断仿真进行分析和研究，并进行简要的阐述。
关键词 机电系统；故障诊断；仿真
一、引言
机电系统是一种涵盖机械、电子、控制等多类别学科的工程系统，在现代化的工业生产中，机电系统是工业自动化的最基本单元，一般是传动装置、控制装置等生产流程中的核心环节，有着广泛的应用。随着工业现代化水平的不断提高，机电系统的复杂程度不断提升，对其可靠性的要求也越来越高，一旦发生故障将造成巨大的损失，亟需一个故障诊断系统，以实现机电系统故障的快速准确诊断，避免故障带来的损失。本文主要针对基于机电系统故障的诊断仿真进行分析和简要的阐述。
二、机电系统故障诊断的简介
随着工业生产现代化的不断推进，机电系统愈加复杂繁琐，故障诊断已成为工业应用中亟待解决的重要问题，也是目前国际控制领域的前言问题，涉及信号采集、信息处理、数理统计、模式识别、人工智能等诸多领域，是促进工业自动化发展的关键。
早在20世纪70年代初期，美国就率先提出了故障诊断技术，标志着其诞生，经过几十年来的理论研究和实践应用，故障诊断技术取得了巨大的发展，为提高工业系统安全性与可靠性带来了一条全新的途径，至今仍是各国研究的热点。
三、机电系统故障的模糊性
机电系统一般来说主要由器件模块以及复杂的电子电路组成，由于元器件故障、环境影响以及误操作等，难免发生故障，但是由于难以对全部装置的全部参数进行测量，需要通过对部分参数的推断故障是否发生，但由于扰动的存在，使得测试参数的变动可能是随机干扰造成的，并不能说明发生了故障。
对于机电系统故障，不仅反映出精确性的特征，更多的故障表现为模糊性，通常表现为：一是关于故障定位多依据实际经验的积累，依赖于一种模糊的映射关系；二是在诊断过程中对信息的判别处理存在模糊性；三是大量模糊性的故障信息的存在。因此机电系统故障信息的模糊性是其主要特点，在故障诊断中需要特别注意。
四、基于机电系统的故障诊断仿真
机电系统的故障诊断系统是利用知识库中的有关信息，根据用户采集的机电系统的相关数据信息，对故障进行诊断的一个计算机系统，由于机电系统的故障具有模糊性的突出特点，因此引入模糊理论实现机电系统的故障仿真。
1、机电系统故障集的建立
利用模糊理论对机电系统的故障进行诊断，首先要建立机电系统故障集，即为系统在发生的每一种可能故障时的全部可能表现所构成的集合，以便于在进行模糊模式识别时，确定引起故障的最可能故障模式，是机电系统故障诊断系统的基础。
2、数据信息的采集
对机电系统中的重要元件的重要参数进行采集，是机电系统故障诊断的重要部分，在采集时要保证信息的准确性与完整性，是保证故障诊断准确性的重要前提，一般来说数据信息的采集包括对机械信息、电气信息等的采集。
3、数据信息的模糊处理
由于机电系统中的扰动难免存在，使得采集的数据信息不可避免地会受到干扰的影响，导致数据准确度的降低，不利于故障诊断系统对系统故障的诊断，因此在获取数据信息后，需要对特征信息以及状态参数进行模糊处理，排除扰动因素的干扰，提高诊断系统的可靠性。
4、数据信息的模糊匹配
一般情况下，匹配是指精确匹配或者完全匹配，通常被认为是完全等同，但是在实际情况下，尤其是对于机电系统这种较为复杂的系统，完全等同的精确匹配是不存在的，两次故障中各数据均完全相同的情况几乎不可能发生，因此需要对模糊处理后的数据信息进行模糊匹配。
为了进行数据信息的模糊匹配，引入语义距离这一概念，用以描述两个研究对象之间的相近距离。通常情况下，用两个模糊数之间的差值的一种范数定义语义距离，如切比雪夫距离、欧几里距离等，当两个模糊数间的语义距离越小时，可以认为两者越相似，通过将采集的数据变量的集合与故障集进行比对，匹配出语义距离最小的故障集合。
5、数据信息的加权模糊逻辑
在实际情况中，一个事件的各个前提的重要性往往是不同的，在诊断故障时，各数据信息的重要程度也是不同的，因此在诊断时，多采用加权模糊逻辑，即对不同的数据信息预先设置好不同的权重，然后综合考虑权重与故障集进行匹配，这样可以大大提高故障诊断的准确性与可靠性。
五、结束语
机电系统作为工业生产中的常见系统，有着十分广泛应用，随着工业现代化的不断发展，机电系统的功能必将不断扩展，故障率也将不断提高，严重影响着系统的安全与可靠性，基于机电系统故障的诊断仿真迫在眉睫。相信随着相关技术的不断完善，基于机电系统故障的诊断仿真比较取得进一步的发展。
参考文献：
[1]王可 机电系统故障诊断的理论与应用研究 湖北农机化，2012，2（2）：1-3
[2]徐玲玲等 民机机电系统故障诊断仿真平台设计 应用科技，2010，3（7）：2-3
[3]万宇等 故障诊断理论及其在机电系统中的应用 实验科学与技术，2009，5（3）：3-5
[4]朱张青等 基于模糊理论的一种综合故障诊断新方法 机床与液压，2008，3（7）：1-3
[5]张崇刚等 模糊理论在故障诊断专家系统中的应用 中国测试技术，2008，5（5）：1-5
[6]吴凡等 机电设备故障诊断专家系统中模糊推理机的设计 工矿自动化，2010，6（2）：2-3
邮编：063200
邮寄地址：河北省唐山市曹妃甸工业区十八加，唐山曹妃甸矿石码头有限公司
手机号码：18831526880
作者姓名：于乐
出生年月：1986年12月6日
性別：男
民族：汉
籍贯：河北省三河市
公职单位全称：唐山曹妃甸矿石码头有限公司
职称：机电助理工程师
学历：本科
学位：学士
研究方向：变电站自动化
摘要 机电系统作为工业自动化过程中最为常见的基本单元，是工业中应用最广泛的子系统，随着现代化水平的不断提高，工业中的机电系统变得愈加复杂，自动化程度也不断提高，使其发生故障的概率也越来越大，一旦发生故障将影响整个系统的正常运行，因此如何快速的对机电系统的故障进行诊断和处理已成为工业生产中的一大难题，制约着机电系统的进一步发展应用。本文主要针对基于机电系统故障的一种诊断仿真进行分析和研究，并进行简要的阐述。
关键词 机电系统；故障诊断；仿真
一、引言
机电系统是一种涵盖机械、电子、控制等多类别学科的工程系统，在现代化的工业生产中，机电系统是工业自动化的最基本单元，一般是传动装置、控制装置等生产流程中的核心环节，有着广泛的应用。随着工业现代化水平的不断提高，机电系统的复杂程度不断提升，对其可靠性的要求也越来越高，一旦发生故障将造成巨大的损失，亟需一个故障诊断系统，以实现机电系统故障的快速准确诊断，避免故障带来的损失。本文主要针对基于机电系统故障的诊断仿真进行分析和简要的阐述。
二、机电系统故障诊断的简介
随着工业生产现代化的不断推进，机电系统愈加复杂繁琐，故障诊断已成为工业应用中亟待解决的重要问题，也是目前国际控制领域的前言问题，涉及信号采集、信息处理、数理统计、模式识别、人工智能等诸多领域，是促进工业自动化发展的关键。
早在20世纪70年代初期，美国就率先提出了故障诊断技术，标志着其诞生，经过几十年来的理论研究和实践应用，故障诊断技术取得了巨大的发展，为提高工业系统安全性与可靠性带来了一条全新的途径，至今仍是各国研究的热点。
三、机电系统故障的模糊性
机电系统一般来说主要由器件模块以及复杂的电子电路组成，由于元器件故障、环境影响以及误操作等，难免发生故障，但是由于难以对全部装置的全部参数进行测量，需要通过对部分参数的推断故障是否发生，但由于扰动的存在，使得测试参数的变动可能是随机干扰造成的，并不能说明发生了故障。
对于机电系统故障，不仅反映出精确性的特征，更多的故障表现为模糊性，通常表现为：一是关于故障定位多依据实际经验的积累，依赖于一种模糊的映射关系；二是在诊断过程中对信息的判别处理存在模糊性；三是大量模糊性的故障信息的存在。因此机电系统故障信息的模糊性是其主要特点，在故障诊断中需要特别注意。
四、基于机电系统的故障诊断仿真
机电系统的故障诊断系统是利用知识库中的有关信息，根据用户采集的机电系统的相关数据信息，对故障进行诊断的一个计算机系统，由于机电系统的故障具有模糊性的突出特点，因此引入模糊理论实现机电系统的故障仿真。
1、机电系统故障集的建立
利用模糊理论对机电系统的故障进行诊断，首先要建立机电系统故障集，即为系统在发生的每一种可能故障时的全部可能表现所构成的集合，以便于在进行模糊模式识别时，确定引起故障的最可能故障模式，是机电系统故障诊断系统的基础。
2、数据信息的采集
对机电系统中的重要元件的重要参数进行采集，是机电系统故障诊断的重要部分，在采集时要保证信息的准确性与完整性，是保证故障诊断准确性的重要前提，一般来说数据信息的采集包括对机械信息、电气信息等的采集。
3、数据信息的模糊处理
由于机电系统中的扰动难免存在，使得采集的数据信息不可避免地会受到干扰的影响，导致数据准确度的降低，不利于故障诊断系统对系统故障的诊断，因此在获取数据信息后，需要对特征信息以及状态参数进行模糊处理，排除扰动因素的干扰，提高诊断系统的可靠性。
4、数据信息的模糊匹配
一般情况下，匹配是指精确匹配或者完全匹配，通常被认为是完全等同，但是在实际情况下，尤其是对于机电系统这种较为复杂的系统，完全等同的精确匹配是不存在的，两次故障中各数据均完全相同的情况几乎不可能发生，因此需要对模糊处理后的数据信息进行模糊匹配。
为了进行数据信息的模糊匹配，引入语义距离这一概念，用以描述两个研究对象之间的相近距离。通常情况下，用两个模糊数之间的差值的一种范数定义语义距离，如切比雪夫距离、欧几里距离等，当两个模糊数间的语义距离越小时，可以认为两者越相似，通过将采集的数据变量的集合与故障集进行比对，匹配出语义距离最小的故障集合。
5、数据信息的加权模糊逻辑
在实际情况中，一个事件的各个前提的重要性往往是不同的，在诊断故障时，各数据信息的重要程度也是不同的，因此在诊断时，多采用加权模糊逻辑，即对不同的数据信息预先设置好不同的权重，然后综合考虑权重与故障集进行匹配，这样可以大大提高故障诊断的准确性与可靠性。
五、结束语
机电系统作为工业生产中的常见系统，有着十分广泛应用，随着工业现代化的不断发展，机电系统的功能必将不断扩展，故障率也将不断提高，严重影响着系统的安全与可靠性，基于机电系统故障的诊断仿真迫在眉睫。相信随着相关技术的不断完善，基于机电系统故障的诊断仿真比较取得进一步的发展。
参考文献：
[1]王可 机电系统故障诊断的理论与应用研究 湖北农机化，2012，2（2）：1-3
[2]徐玲玲等 民机机电系统故障诊断仿真平台设计 应用科技，2010，3（7）：2-3
[3]万宇等 故障诊断理论及其在机电系统中的应用 实验科学与技术，2009，5（3）：3-5
[4]朱张青等 基于模糊理论的一种综合故障诊断新方法 机床与液压，2008，3（7）：1-3
[5]张崇刚等 模糊理论在故障诊断专家系统中的应用 中国测试技术，2008，5（5）：1-5
[6]吴凡等 机电设备故障诊断专家系统中模糊推理机的设计 工矿自动化，2010，6（2）：2-3