套用故障診斷學：基於模型的故障診斷方法及其套用

《套用故障診斷學：基於模型的故障診斷方法及其套用》是2017年國防工業出版社出版的圖書，圖書作者是（德）羅爾夫?艾思曼。

基本介紹

• 書名：套用故障診斷學：基於模型的故障診斷方法及其套用
• 作者：（德）羅爾夫·艾思曼（Rolf Isermann）
• 譯者：朱康武等
• 出版社：國防工業出版社
• 出版時間：2017年7月
• 頁數：294 頁
• 定價：95.00 元
• 開本：16 開
• 裝幀：精裝
• ISBN：9787118112368
• 版次：1版1次
• 出版基金：裝備科技譯著
• 字數：358
• 中圖分類：TB4

內容簡介

本書是一部全面介紹基於模型的故障檢測與診斷技術原理、方法及其工程套用的專著。作者Rolf Isermann工作於達姆施塔特工業大學自動化控制學院，曾任控制工程實驗室主任。作者的研究方向主要包括非線性工業過程辨識、數字控制、自適應控制和故障診斷技術等，在基於模型的工業過程故障診斷及其套用技術領域具有極高的造詣。本書是作者對其40年來在故障檢測與診斷技術領域工作成果的總結。本書採用一種循序漸進、深入淺出的方式，向讀者全面介紹了基於模型的現代故障檢測與診斷技術的概念、理論、方法以及在多個領域中的具體套用技術。對於航天、航空、兵器等軍工領域，故障檢測和診斷技術是核心技術之一。對於高科技武器系統，在系統中增加故障檢測和診斷功能可以明顯地提高系統可靠性和有效性。對於運載火箭等由幾十個核心子系統和幾十萬個零部件組成的極端複雜產品，必須使用先進的故障檢測、診斷和重構技術才能滿足極高的可靠性指標要求。因而對先進故障診斷技術開展研究，對提高我國國防裝備的總體技術水平具有重要意義。希望本書的出版可以幫助讀者解決工程研製中遇到的故障檢測、診斷和容錯設計的實際技術問題，並激發讀者對故障診斷技術的研究興趣，在未來工作中實際使用先進故障檢測與診斷技術。

目錄

第一部分監督、故障檢測和診斷

第1章緒論2

1.1自動控制系統及其過程監督/狀態監測2

1.2產品生命周期和故障管理（資產管理）4

1.3主要內容7

第2章監督、故障檢測和診斷方法簡介9

2.1監督的基本任務9

2.2術語14

2.2.1故障、失效和失靈14

2.2.2可靠性、安全性、有效性16

2.2.3容錯和冗餘17

2.3基於知識的故障檢測和診斷方法18

2.3.1解析式故障徵兆生成18

2.3.2啟發式故障徵兆生成20

2.3.3故障診斷20

2.4基於信號的故障檢測方法20

2.4.1閾值校驗方法21

2.4.2趨勢校驗方法21

2.4.3使用二元閾值的特徵值變化檢測方法22

2.4.4自適應閾值方法23

2.4.5似真校驗方法23

2.4.6信號分析方法24

2.5基於過程模型的故障檢測方法25

2.5.1過程模型和故障建模26

2.5.2使用參數估計的故障檢測方法28

2.5.3使用狀態觀測器和狀態估計的故障檢測方法29

2.5.4使用一致性方程的故障檢測方法32

2.5.5非測量變數的直接重構33

2.6故障診斷方法34

2.6.1分類方法34

2.6.2推理方法35

2.7閉環系統中的故障檢測及診斷35

2.8監督（條件監控）的數據流結構37

2.9小結38

第二部分驅動與執行器

第3章電動機的故障診斷42

3.1直流電動機42

3.1.1直流電動機結構和模型42

3.1.2使用一致性方程的故障檢測方法45

3.1.3使用參數估計的故障檢測方法47

3.1.4故障檢測試驗結果47

3.1.5使用自學習故障徵兆樹方法的故障診斷試驗結果49

3.1.6小結54

3.2交流電動機55

3.2.1感應電動機的結構和模型（異步電動機）55

3.2.2基於信號的功率電子故障檢測57

3.2.3基於模型的交流電動機故障檢測61

3.2.4小結67

第4章電動執行器的故障診斷70

4.1電磁執行器71

4.1.1位置控制71

4.1.2使用參數估計的故障檢測方法74

4.2汽車電子節氣門執行器75

4.2.1執行器結構和模型76

4.2.2質量控制的測試循環78

4.2.3使用參數估計的故障檢測78

4.2.4使用一致性方程的故障檢測81

4.2.5故障診斷82

4.2.6故障診斷設備83

4.2.7小結84

4.3無刷電動機和飛機機艙壓力控制閥85

4.3.1結構和模型85

4.3.2使用參數估計的故障檢測87

4.3.3使用一致性方程的故障檢測87

4.3.4小結89

第5章流體執行器故障診斷90

5.1線性液壓伺服執行器90

5.1.1線性液壓伺服執行器結構91

5.1.2線性液壓伺服執行器故障92

5.1.3滑閥和液壓缸模型95

5.1.4閥和液壓缸的故障檢測和診斷98

5.1.5小結103

5.2氣動執行器104

5.2.1氣動執行器組成105

5.2.2氣動閥門故障107

5.2.3氣動閥門模型107

5.2.4使用閥位特性的故障檢測109

5.2.5使用氣動位置控制器的流量控制閥門故障檢測111

5.2.6具有電子位置控制器的流量控制閥門故障檢測118

5.2.7小結119

第三部分機械與設備

第6章泵的故障診斷122

6.1離心泵122

6.1.1泵的監督和故障診斷技術現狀122

6.1.2離心泵和管路系統模型124

6.1.3使用參數估計的故障檢測128

6.1.4使用非線性一致性方程和參數估計的故障檢測135

6.1.5使用振動感測器的故障檢測142

6.1.6小結144

6.2往復式泵145

6.2.1往復式隔膜泵結構145

6.2.2往復式隔膜泵模型146

6.2.3液壓泵的故障檢測和診斷148

6.2.4泵傳動系統的故障檢測151

6.2.5小結153

第7章管路泄漏檢測154

7.1管路監督技術發展現狀154

7.2管路模型155

7.3基於模型的泄漏檢測159

7.3.1使用狀態觀測器的泄漏檢測160

7.3.2使用質量平衡和相關性分析的液體管路泄漏檢測162

7.3.3氣體管路的泄漏檢測166

7.4試驗結果171

7.4.1汽油管路171

7.4.2氣體管路173

7.4.3小結173

第8章工業機器人故障診斷174

8.1六軸工業機器人結構174

8.2機器人關節模型及參數估計方法175

8.3解析和啟發式診斷知識176

8.3.1故障徵兆表示176

8.3.2診斷知識表示177

8.3.3機器人的故障、啟發式故障徵兆和事件178

8.4試驗結果179

8.4.1使用解析知識的故障診斷180

8.4.2使用解析和啟發式知識的故障診斷181

8.5小結182

第9章工具機的故障診斷183

9.1工具機結構183

9.2工具機監督技術現狀185

9.3主傳動187

9.3.1雙質量模型187

9.3.2參數估計188

9.3.3使用參數估計的故障檢測方法190

9.4進給傳動190

9.4.1雙/三質量模型190

9.4.2進給傳動系統辨識192

9.4.3進給傳動故障檢測方法台架試驗195

9.5鑽床198

9.5.1鑽削過程模型198

9.5.2鑽床的故障檢測199

9.6銑床201

9.6.1銑削加工過程模型201

9.6.2刀具的故障檢測206

9.7磨床212

9.7.1磨削加工模型212

9.7.2使用參數估計的故障檢測214

9.7.3使用信號分析方法的故障檢測215

9.8小結216

第10章熱交換器的故障檢測217

10.1熱交換器及其模型217

10.1.1熱交換器類型217

10.1.2熱交換器穩態模型219

10.1.3熱管的動態模型221

10.2針對靜態特性的故障檢測226

10.2.1熱交換器靜態特性226

10.2.2故障檢測方法227

10.3使用動態模型和參數估計的蒸汽/水熱交換器故障檢測229

10.3.1使用線性動態模型和參數估計的故障檢測230

10.3.2使用局部線性化動態模型的故障檢測232

10.4小結235

第四部分冗錯系統

第11章冗錯系統-簡介238

11.1基本冗餘結構238

11.2餘度降級240

第12章冗錯系統套用242

12.1冗錯控制系統242

12.2電動驅動系統的故障冗錯245

12.2.1一種具有冗錯功能的雙聯交流電動機245

12.2.2逆變器故障冗錯249

12.2.3多相電動機251

12.3故障冗錯執行器251

12.3.1故障冗錯液壓執行器252

12.3.2故障冗錯直流機電執行器257

12.4故障冗錯感測器259

12.4.1感測器硬體冗餘259

12.4.2感測器解析冗餘260

12.4.3方向盤角度感測器26212.4.4故障冗錯流量感測器262

12.4.5故障冗錯電子節氣門263

12.4.6基於模型的解析冗餘虛擬駕駛動態感測器265

第五部分附錄

第13章故障檢測及診斷術語268