流程工业生产过程中,由于经常处于高温高压、低温有毒、结晶或强腐蚀的介质环境以及频繁调节动作,导致调节阀容易出现各类故障。而在控制流体流量的工作过程中,调节阀的动作灵敏与否,直接关系着整个控制系统的质量。一旦调节阀发生故障将可能给工业生产带来巨大的经济损失,甚至造成人员伤亡。因此,及时发现调节阀运行过程中出现的各种故障并采取相应的措施是保证工业过程中自动控制系统安全、可靠、稳定运行的基础。目前,调节阀最常采用的故障诊断方法有:1)当调节阀发生故障后进行维修或更换的被动性诊断;2)结合装置大检修时,定期安排所有的调节阀进行维护和检修的预期性诊断;然而这二种方法不仅会造成工业生产过程的中断,而且对仍可正常使用的调节阀进行统一拆装和检查,既浪费时间和资源,又耽误工业生产,这两种维护方式都存在着一定的弊端。本文的工作主要从控制阀的在线即阀按照原有的工作方式正常运行的角度,依据阀的工作信号参数对阀进行在线检测与诊断研究。从故障检测的角度,分别采用了小波变换、多尺度直线拟合法,对控制阀阀位动作信号进行分析,给出了在线故障检测的新思路,并结合模型仿真与实体阀实验验证了所采用两种方法的有效性。以控制阀气室气密性故障为研究案例,基于希尔伯特黄变换对阀位动作信号进行分析,研究了各阶模态及其能量占比特性,获得了控制阀气室气密性故障类别、故障强度的在线诊断,通过仿真和实体阀实验验证了本文提出的诊断方法的有效性。本文的研究将HHT等基于信号分析方法引入到控制阀的故障诊断中来,完整的实现了故障检测、故障诊断和强度识别,其重要意义在于过去这些方法的研究大多被用于旋转机械故障诊断,比如电机、传动轴等,其特点在于信号具有周期性,而本文研究的控制阀对阀位信号进行分析,在实际工况下该信号是无周期非平稳过程信号,而这类无周期非平稳信号分析的故障诊断少见文献研究。