1、第一章 機(jī)械故障診斷的基本原理,機(jī)械故障診斷學(xué)包括機(jī)械故障診斷的原理與技術(shù)兩大部分。 本章首先討論幾個(gè)與機(jī)械故障診斷有關(guān)的基本問題，主要包括： 機(jī)械故障診斷概述 ; 故障特征參量; 故障診斷的一般思維方法。,楚投互阜妖摯陸淤階這俄敝姬吩潮逗饞妓晃靳何醞戴希妓燈另痘寨緣肄掇機(jī)械故障診斷學(xué)1-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,第一節(jié) 機(jī)械故障診斷概述,一、機(jī)械故障及其分類 二、故障診斷及其分類 三、機(jī)械故障診斷的基本環(huán)節(jié),嗅赫濁獲過(guò)玲又屢話管遍壓亭漠偏遲脊嗜實(shí)斌導(dǎo)堤就磕擻這烙去隱喧寨畫機(jī)械故障診斷學(xué)1-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,一、機(jī)械故障及其分類,定義: 機(jī)械故障（Fault異常/Failure失效）， 是

2、指機(jī)械系統(tǒng)(零件、組件、部件或整臺(tái)設(shè)備乃至一系列的設(shè)備組合)因偏離其設(shè)計(jì)狀態(tài)而喪失部分或全部功能的現(xiàn)象。 例: 發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)不起來(lái)、汽車剎車不靈、機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)、機(jī)床加工精度超標(biāo)、機(jī)器運(yùn)行時(shí)振動(dòng)噪聲過(guò)大、齒輪輪齒折斷等等現(xiàn)象。,島肅城害朽膝喉奪湛犬灌箋錦鱉悍尉嶄仔胎狼崔崔停紉鈍殿蜒固貯匠舊現(xiàn)機(jī)械故障診斷學(xué)1-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,一. 機(jī)械故障及其分類,分類的目的： (1)便于信息交流； (2)便于處理故障時(shí)更有針對(duì)性。 分類方法: 機(jī)械故障可以從不同的角度來(lái)進(jìn)行分類 (1)按其發(fā)生的原因分 (2)按其造成的后果分 (3)按其發(fā)生的快慢分 (4)按其發(fā)生的范圍（程度）分 (5)按其發(fā)生的頻次分

3、 (6)其他角度來(lái)進(jìn)行分類（所采用的技術(shù)手段）,把便摧退灶肪柴祟腋鍘凌魁帳韻諜交筷低看璃懸所沒毗蘭閹血抗觸梧透鑒機(jī)械故障診斷學(xué)1-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,一. 機(jī)械故障及其分類,1. 按其發(fā)生的原因分 (1) 磨損性故障：是指機(jī)械系統(tǒng)因使用過(guò)程中的正常磨損而引發(fā)的一類故障，對(duì)這類故障形式，一般只進(jìn)行壽命預(yù)測(cè)。 (2) 錯(cuò)用性故障：是因使用不當(dāng)而引發(fā)的故障。 (3) 先天性故障：是由于設(shè)計(jì)或制造不當(dāng)而造成機(jī)械系統(tǒng)中存在某些薄弱環(huán)節(jié)而引發(fā)的故障。,擇據(jù)預(yù)抬綽苗讓雍尸粒放逢哨七括筑注菩蟲邏序痞豺老從豁坦盅守諄樓勝機(jī)械故障診斷學(xué)1-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,一. 機(jī)械故障及其分類,2.按造成的后果分 (

4、1) 危害性故障：故障發(fā)生后會(huì)對(duì)人身、生產(chǎn)和環(huán)境造成危險(xiǎn)或危害的一類故障，如機(jī)床保護(hù)系統(tǒng)不能進(jìn)行有效地工作而造成損害工件或操作者的故障、毒氣泄漏、高壓罐爆炸等。 (2)安全性故障：故障的發(fā)生不會(huì)對(duì)人身、生產(chǎn)和環(huán)境造成危害的一類故障，如保護(hù)系統(tǒng)在不需保護(hù)時(shí)動(dòng)作的故障等。,牢烏信扶贖婦鞋涕法乞襲誨播研捅瘋敢手錯(cuò)雖九而陛嗽傭撐秒汗福畦培鍛機(jī)械故障診斷學(xué)1-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,一. 機(jī)械故障及其分類,3. 按其發(fā)生的快慢分 (1) 突發(fā)性故障：不能靠早期測(cè)試探測(cè)出來(lái)的一類故障。即此類故障是不可預(yù)測(cè)的，對(duì)這類故障只能進(jìn)行預(yù)防，如過(guò)載造成機(jī)件損壞。 (2) 漸發(fā)性故障：故障的發(fā)展有一個(gè)過(guò)程，因而可對(duì)其

5、進(jìn)行預(yù)測(cè)和監(jiān)視，如疲勞裂紋的產(chǎn)生和擴(kuò)展。,翹醇廬逝筐鈉卓飼凈裳躊喝浩京瑚奪羔截牌沖沏蹤獲候疆?dāng)r鞭筷豐哀現(xiàn)低機(jī)械故障診斷學(xué)1-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,一. 機(jī)械故障及其分類,4. 按其發(fā)生的范圍分 (1) 部分性故障：設(shè)計(jì)功能部分喪失的一類故障。 (2) 完全性故障：設(shè)計(jì)功能完全喪失的一類故障。 5. 按其發(fā)生的頻次分 (1) 偶發(fā)性故障：發(fā)生頻率很低的一類故障，即“意外現(xiàn) 象”，如齒輪斷齒。 (2) 多發(fā)性故障：經(jīng)常發(fā)生的一類故障，如齒輪磨損。 機(jī)械故障還有其它分類方法，如單一故障/復(fù)雜故障等， 可參考有關(guān)文獻(xiàn)。,隧方藹欲孵彰休登迪濰嚙燒徽鯉浚鍘且痔庶葉菏伯蹋衷期棧校珠盾笆踏潛機(jī)械故障診斷學(xué)1

6、-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,二、機(jī)械故障診斷及其分類,定義：所謂機(jī)械故障診斷，就是對(duì)機(jī)械系統(tǒng)所處的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，判斷其是否正常，當(dāng)出現(xiàn)異常時(shí)分析其產(chǎn)生的原因、部位和嚴(yán)重程度，并預(yù)報(bào)其發(fā)展趨勢(shì)。 分類的目的: 主要是為了便于信息分析和處理。 分類方法: 機(jī)械故障診斷可以分類如下： (1) 按其目的分; (2) 按其方式分; (3) 按其提取信息的方式分; (4) 按診斷時(shí)所要求的機(jī)械運(yùn)行工況條件分; (5) 按功能分。,柱匣肅童梢學(xué)研壓邱婚尺氛撇互秩諾殷逢貫因譯苫遏贓湘茵晚臣投滔庫(kù)范機(jī)械故障診斷學(xué)1-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,二、機(jī)械故障診斷及其分類,定義：所謂機(jī)械故障診斷，就是對(duì)機(jī)械系統(tǒng)所處的狀態(tài)

7、進(jìn)行監(jiān)測(cè)，判斷其是否正常，當(dāng)出現(xiàn)異常時(shí)分析其產(chǎn)生的原因、部位和嚴(yán)重程度，并預(yù)報(bào)其發(fā)展趨勢(shì)。 分類的目的: 主要是為了便于信息交流 分類方法: 機(jī)械故障診斷可以分類如下： (1)按其目的分; (2)按其方式分 (3)按其提取信息的方式分; (4)按診斷時(shí)所要求的機(jī)械運(yùn)行工況條件分; (5)按功能分。,其劫約鑼儲(chǔ)沏敦疥毖教腫捅鉗妥仗廟敖迄陌壓養(yǎng)瀉慨玉莆萊趨奎莊扮鵬娃機(jī)械故障診斷學(xué)1-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,二、機(jī)械故障診斷及其分類,1. 按目的分 (1) 功能診斷：即對(duì)新安裝或剛維修過(guò)的機(jī)械系統(tǒng)診斷其功能是否正常，也就是投入運(yùn)行前的診斷。 (2) 運(yùn)行診斷：即對(duì)服役中的機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行的診斷。 2.

8、按方式分 (1) 在線監(jiān)測(cè)：就是連續(xù)地對(duì)服役中的機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，測(cè)試傳感器及二次儀表等安裝在設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)，隨機(jī)械系統(tǒng)一起工作。 (2) 巡回檢測(cè)：就是每隔一定的時(shí)間對(duì)服役中的機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行檢查和診斷；,棕耕雞濱灼約蚌窟痕旱漆樓蕭薄置帽僑輝塌芥帖銥造伙薛歌聾示棟飛埃折機(jī)械故障診斷學(xué)1-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,二、機(jī)械故障診斷及其分類,3. 按提取信息的方式分 (1) 直接診斷：診斷對(duì)象與診斷信息來(lái)源直接對(duì)應(yīng)的一種診斷方法，即一次信息診斷。如通過(guò)檢測(cè)齒輪的安裝偏心和運(yùn)動(dòng)偏心等參數(shù)來(lái)判斷齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常即屬此類； (2) 間接診斷：診斷對(duì)象與診斷信息來(lái)源不直接對(duì)應(yīng)的一種診斷方法，即二次、三次等非一次信息

9、的診斷。如通過(guò)測(cè)箱體的振動(dòng)來(lái)判斷齒輪箱中齒輪是否存在偏心等。 通常所謂的診斷主要是指間接診斷。 4. 按診斷時(shí)所要求的機(jī)械運(yùn)行工況條件分 (1)常規(guī)工況診斷：在機(jī)械的正常運(yùn)行條件下進(jìn)行的一種故障診斷方式； (2)特殊工況診斷：對(duì)某些機(jī)械，需為其創(chuàng)造特殊的工作條件才能對(duì)其進(jìn)行診斷。如動(dòng)力機(jī)組的升降速過(guò)程診斷、提升機(jī)啟、停過(guò)程診斷。,斟速蕊捉謊餒旬諜卻餓典蛙吸懇西提岸坎瘁涪蟬明摟謾背許遙露爪艷撂琶機(jī)械故障診斷學(xué)1-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,二、機(jī)械故障診斷及其分類,5. 按功能分 (1) 簡(jiǎn)易診斷：對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的狀態(tài)作出相對(duì)粗略的判斷。一般只回答“正常與否”、“有無(wú)故障”等問題，而不分析故障原因、故障

10、部位及故障程度等。又稱“狀態(tài)監(jiān)測(cè)”。 (2) 精密診斷：是在簡(jiǎn)易診斷基礎(chǔ)上更為細(xì)致的一種診斷過(guò)程，它不僅要回答“正常與否”、“有無(wú)故障”的問題，而且還要詳細(xì)地分析出故障原因、故障部位、故障程度及其發(fā)展趨勢(shì)等一系列的問題。又稱“故障診斷”。 機(jī)械故障診斷還可根據(jù)所采用的技術(shù)手段不同而分為振動(dòng)診斷、油樣分析、溫度監(jiān)測(cè)、無(wú)損檢測(cè)等,蓄琴矽銀篆迅鬼奪門彌歹玄委伐顏期粳摧皿供襟繡范妝盈錠鑄忽白奄皖呈機(jī)械故障診斷學(xué)1-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,三、機(jī)械故障診斷的基本環(huán)節(jié),一個(gè)完整的診斷過(guò)程一般由以下四個(gè)基本環(huán)節(jié)組成： 1. 確立運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)的內(nèi)容; 2. 建立測(cè)試系統(tǒng); 3. 測(cè)試、分析及信息提取; 4.

11、狀態(tài)監(jiān)測(cè)、判斷及預(yù)報(bào),嵌熒擻港登茍博幸盯奪肯贍業(yè)腎陛較嚇碟緊寐鐘照亭仰慰鈴勢(shì)報(bào)茄雇蛹竅機(jī)械故障診斷學(xué)1-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,三、機(jī)械故障診斷的基本環(huán)節(jié),基本環(huán)節(jié)1：確立運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)的內(nèi)容 主要包括確立監(jiān)測(cè)參數(shù)、監(jiān)測(cè)部位及監(jiān)測(cè)方式(在線/巡檢)等方面的內(nèi)容，這主要取決于故障形式，同時(shí)也要考慮被監(jiān)測(cè)對(duì)象的結(jié)構(gòu)、工作環(huán)境等因素以及現(xiàn)有的測(cè)試設(shè)備條件，這是整個(gè)診斷工作的基礎(chǔ)。 狀態(tài)監(jiān)測(cè)的內(nèi)容確立得當(dāng)，不僅能極大地提高診斷效率，有時(shí)甚至決定著診斷工作的成敗。如礦用風(fēng)機(jī)軸承的溫度、振動(dòng)監(jiān)測(cè)。,茬玲振泛澎婉譬娠垮點(diǎn)粉雅晶卷散邏稚謬鉗囑當(dāng)否時(shí)南憂潮刁皇豫襟媚妊機(jī)械故障診斷學(xué)1-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,三、

12、機(jī)械故障診斷的基本環(huán)節(jié),基本環(huán)節(jié)2： 建立測(cè)試系統(tǒng) 根據(jù)步驟1的要求選取傳感器及其配套儀器，組成測(cè)試系統(tǒng)，用以收集故障診斷所需的信息。 在建造測(cè)試系統(tǒng)時(shí)，不僅要注意有用信號(hào)的獲?。`敏度和精度等性能），同時(shí)還要考慮測(cè)試系統(tǒng)的環(huán)境適應(yīng)性以及如何在測(cè)試階段進(jìn)行降噪除噪等，以便簡(jiǎn)化后續(xù)的信號(hào)分析處理過(guò)程。 正確、有效信號(hào)的取得是準(zhǔn)確診斷的先決條件，偏離了這個(gè)前提，診斷工作就無(wú)從談起。,鯨援寢茍畏牽傈癱企輾曰魔鄲蒼楔犁裴呢好遠(yuǎn)夫栗緩苞蔣節(jié)僚遷騎耙輕類機(jī)械故障診斷學(xué)1-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,三、機(jī)械故障診斷的基本環(huán)節(jié),基本環(huán)節(jié)3： 測(cè)試、分析及信息提取 主要內(nèi)容：對(duì)測(cè)試系統(tǒng)所獲得的信號(hào)進(jìn)行加工，包括濾

13、波、異常數(shù)據(jù)剔除、各種分析算法（如時(shí)域、頻域）等。 主要目的： 從有限的信號(hào)中獲得盡可能多的關(guān)于被診斷對(duì)象狀態(tài)的有用信息，這是機(jī)械故障診斷的核心。 基本環(huán)節(jié)4：狀態(tài)診斷、監(jiān)測(cè)及預(yù)報(bào) 主要內(nèi)容：構(gòu)造或選定判據(jù)，確定劃分設(shè)備狀態(tài)的各有關(guān)參量的門檻值等內(nèi)容。 主要目的：判定被診斷對(duì)象的運(yùn)行狀態(tài)，并對(duì)其未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)。,酗面顱圓咒播億悟爆皋霧及成鄙灸上洛程匣貌涵射接跟伯盟絡(luò)軋木嗓賜沿機(jī)械故障診斷學(xué)1-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,第二節(jié) 故障特征參量,一、故障特征參量的定義 二、故障特征參量的選取原則 三、故障特征參量的選定方法,倉(cāng)黔慕茶嗓累頓顏輔鏡硬便些治傷抽譏設(shè)炸凌插猩澆緒貓肖躥挑朋忌矩床機(jī)械故障

14、診斷學(xué)1-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,一、故障特征參量的定義,對(duì)于某一具體的故障類型，我們所關(guān)心的問題是： (1)這種故障通過(guò)哪些物理參量表現(xiàn)出來(lái)? (2)這種故障與各物理參量間的關(guān)系強(qiáng)弱情況如何? 一般而言，對(duì)于前一個(gè)問題，只要機(jī)械系統(tǒng)的狀態(tài)發(fā)生 了變化，就必定會(huì)影響到與之相聯(lián)系的各個(gè)動(dòng)態(tài)物理參 量，牽涉面較廣。而故障類型與物理參量的關(guān)系強(qiáng)弱是 我們最感興趣的。因?yàn)橹挥心切┡c某種故障類型之間的關(guān) 系密切、對(duì)故障敏感可靠的物理參量才被用于故障的診 斷。 故障特征參量的定義：對(duì)故障敏感、穩(wěn)定可靠的物理量 （原始/運(yùn)算后）稱為故障特征參量。,醞儲(chǔ)衍煮源爸七捉恍獸躇萌把擎潭貶以胃再桃屎攢眠蛹注澤檄名走準(zhǔn)

15、駁奪機(jī)械故障診斷學(xué)1-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,一、故障特征參量的定義,說(shuō)明1：機(jī)械系統(tǒng)的故障類型千差萬(wàn)別，與每一種故障類型相對(duì)應(yīng)，機(jī)械系統(tǒng)必定會(huì)通過(guò)一個(gè)或多個(gè)物理參量將其表征出來(lái) (一因多果)；每一種故障類型也必須由一種或多種原因所引起 (一果多因)。如齒輪齒面點(diǎn)蝕。 故障表現(xiàn)與其特征參量和故障原因之間存在的對(duì)應(yīng)關(guān)系： F = f (1 ,2 ,3 ,.） F 某種故障類型； 1 ,2 ,3 各特征參量或故障原因。 故障診斷就是要確定F與1 ,2 ,3.之間的某種對(duì)應(yīng)關(guān)系 f， 以便通過(guò)檢測(cè)1 ,2 ,3 來(lái)判斷故障類型F是否發(fā)生，或在已 知F發(fā)生的情況下去查明造成 F 產(chǎn)生的原因1 ,2 ,

16、3 等。,茹丟蕊降吠聊哭搪拓耪臟止蔽麻陳茶樸母束崇孝涯椒泥蚊巖鵑纏亡鉑空殿機(jī)械故障診斷學(xué)1-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,一、故障特征參量的定義,說(shuō)明2: 對(duì)于同一種故障類型，當(dāng)它們發(fā)生在不同的機(jī)械系統(tǒng)上時(shí)，其故障特征參量也不同，因此，在確定某種故障的特征參量時(shí)，應(yīng)結(jié)合具體的系統(tǒng)進(jìn)行。 例如：一般機(jī)器的軸承發(fā)生故障時(shí)，其溫度會(huì)升高，此時(shí)溫度可選為故障特征參量。然而，對(duì)于礦用通風(fēng)機(jī)，其轉(zhuǎn)子軸承處于風(fēng)道內(nèi)，受到強(qiáng)風(fēng)冷卻，即使出現(xiàn)故障溫度也未必明顯升高，此時(shí)就不宜選用溫度作為軸承故障的特征參量。,肋敘堤隧藐王沿造祖般撓漓輪蔫尹靖印粥吝慕摔敝氨鈔贅蒂粕簡(jiǎn)湖孔猙找機(jī)械故障診斷學(xué)1-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,二、

17、故障特征參量的選取原則,1. 高度敏感性：機(jī)械系統(tǒng)狀態(tài)的微弱變化應(yīng)引起故障特征參量較大的變化； 2. 高度可靠性：故障特征參量是依賴于機(jī)械系統(tǒng)的狀態(tài)變化而變化的，如果把系統(tǒng)狀態(tài)取作自變量，故障特征參量取作因變量，則故障特征參量應(yīng)是系統(tǒng)狀態(tài)這個(gè)自變量的單值函數(shù)； 3. 實(shí)用性(或可實(shí)現(xiàn)性)：故障特征參量應(yīng)便于檢測(cè)，如果某個(gè)物理參量雖對(duì)某種故障足夠靈敏，但這個(gè)參量不易獲得(經(jīng)濟(jì)、技術(shù)方面的考慮)，那么這個(gè)物理參量也不便用作故障特征參量。如齒面溫度。,周棘乍犬壽蛋舉拘海滓喪梳鵑功犧牢熔娩走秩鑼墾掠涅捻犢欽契舟偽言哭機(jī)械故障診斷學(xué)1-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,三、故障特征參量的選定方法,理論分析 + 實(shí)

18、驗(yàn) 原因： （1）故障的復(fù)雜性及多因多果性; （2）故障類型不同，其故障特征不同，其故障特征參量也不同； （3）即使是同一種故障類型，當(dāng)其環(huán)境條件(包括故障主體)發(fā)生變化時(shí)，其故障特征參量也不同。,憤歧崔鬧倉(cāng)雛虱疙夯霹穴鷹倉(cāng)兔針趨誨巾族序毀海淪癸歷照笆勛閑嗽轅曬機(jī)械故障診斷學(xué)1-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,第三節(jié) 機(jī)械故障診斷的一般思維方法,故障識(shí)別理論與思維科學(xué)以及故障診斷技術(shù)的發(fā)展密不可分。從傳統(tǒng)診斷技術(shù)向現(xiàn)代診斷技術(shù)發(fā)展。 傳統(tǒng)診斷技術(shù)：識(shí)別理論主要借助形式邏輯進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的推理。 現(xiàn)代診斷技術(shù)：有故障樹分析、模式識(shí)別、模糊診斷等多種識(shí)別理論。 本節(jié)討論形式邏輯推理與故障樹分析的基本原理。,

19、莊戍釁鹽籮啥旭仆僅貯遙責(zé)緣蓖澈之幀苯戰(zhàn)雹凳塵縣擊沾浮忿葵詭必玖萊機(jī)械故障診斷學(xué)1-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,一、形式邏輯推理,故障診斷過(guò)程是一個(gè)觀察、假設(shè)、驗(yàn)證、修正假設(shè)、再驗(yàn)證，直至找到故障的真正原因的過(guò)程。 故障診斷過(guò)程可分為五個(gè)步驟： (1) 調(diào)研考察，得出故障現(xiàn)象； (2) 假設(shè)原因； (3) 由假設(shè)原因推斷出應(yīng)有的結(jié)果； (4) 將推斷結(jié)果與考察所得的現(xiàn)象進(jìn)行比較； (5) 得出假設(shè)成立與否的結(jié)論，如果原假設(shè)不成立，則需另立假設(shè)。 以上第 3)、4)、5) 是屬于證實(shí)或推翻假設(shè)。 在分析故障時(shí)，往往進(jìn)行某些試探性的調(diào)整、拆卸，觀察故障癥狀的變化，以查尋或反證故障發(fā)生的部位。 ,拖喉泄扭

20、御焉召苯袁朋鏟戰(zhàn)顴搏菏贖瀕墻嘉赤時(shí)倒宣拜襄史幸店汽哥干問機(jī)械故障診斷學(xué)1-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,一、形式邏輯推理（續(xù)）,下面具體討論探求因果關(guān)系的邏輯方法。 幾個(gè)邏輯概念 1. 原因與結(jié)果的定義: 原因：引起某現(xiàn)象產(chǎn)生的現(xiàn)象 結(jié)果：由另一現(xiàn)象引起的現(xiàn)象 2. 因果關(guān)系的特性 (1) 因果關(guān)系的相對(duì)性：也就是說(shuō)因果關(guān)系不是固定不變 的，一個(gè)現(xiàn)象對(duì)于其原因來(lái)說(shuō)是結(jié)果，而對(duì)于該現(xiàn)象的后 果來(lái)說(shuō)又是原因。 (2) 因果關(guān)系的確定性：即同質(zhì)的原因必然會(huì)引起同質(zhì)的結(jié) 果，而且原因的易變必然會(huì)導(dǎo)致結(jié)果的易變。 (3) 因果關(guān)系的普遍性：沒有一個(gè)現(xiàn)象不是由一定的原因引 起的，也沒有一個(gè)現(xiàn)象不產(chǎn)生一定的結(jié)果。

21、,老邦雀揪衡蔽娘霞履烏虛慫雙郎基劇承兌逗逆語(yǔ)津匡廄輔湊犢溯現(xiàn)敵樣本機(jī)械故障診斷學(xué)1-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,一、形式邏輯推理（續(xù)）,3邏輯推理方法 探求現(xiàn)象間的因果關(guān)系，首先要確定可能的原因或結(jié)果，然后從可能的原因或結(jié)果中進(jìn)行比較，刪除虛假成分，找出真正的原因或結(jié)果。 傳統(tǒng)的求因果關(guān)系的五種邏輯推理方法（穆勒五法）,都是根據(jù)某個(gè)現(xiàn)象與另一個(gè)現(xiàn)象在某些場(chǎng)合下所顯示的對(duì)應(yīng)關(guān)系，從而概括出一般性的結(jié)論，以斷定它們之間是否存在必然的因果關(guān)系。 五種邏輯方法（穆勒五法） 1. 契合法(求同法); 2. 差異法(求異法); 3. 契合差異并用法(求同求異法); 4. 共變法； 5. 剩余法。,交俊斯黨窯烴

22、令豺巍賦鴦情醒拓耽扎希奴亮旺睜?wèi)B(tài)茹更墓晤田靡粟礬旁拆機(jī)械故障診斷學(xué)1-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,一、形式邏輯推理（續(xù)）,3. 邏輯推理方法：（1）契合法(求同法) 在被研究現(xiàn)象出現(xiàn)的若干場(chǎng)合中，如果僅有唯一的一個(gè)情況在這些場(chǎng)合中是共同具有的。那么這個(gè)唯一的共同情況就是被研究現(xiàn)象的原因(或結(jié)果)，即: - 場(chǎng)合 先行(或后行)情況 被研究現(xiàn)象 - 1 A、B、C a 2 A、D、E a 3 A、F、G a - 結(jié)論：情況 A 是現(xiàn)象 a 的原因(結(jié)果),戶喀扮茲彬閣嗅冪比接吻盅挽吐煥路淚宙汽桑偷根己燭輪剃扯鼠大嫉棕奪機(jī)械故障診斷學(xué)1-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,一、形式邏輯推理（續(xù)）,3. 邏輯推理方

23、法：（1）契合法(求同法) 說(shuō)明: 應(yīng)用契合法要注意發(fā)掘各種場(chǎng)合中所隱蔽的共同情況，它很可能是被研究現(xiàn)象的真正原因(或結(jié)果)。 比較的場(chǎng)合越多，結(jié)論的可靠程度就越高。 例： 將某一部件分別安裝在不同的機(jī)器中，若都產(chǎn)生同一結(jié)果，則可認(rèn)為某部件為事故原因,肅隕糊緬繳剃懸拐龐敲叭喪鄭梆佛枕掣箋課云慘繃虧蒂雅疽淹群彬路周盼機(jī)械故障診斷學(xué)1-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,一、形式邏輯推理（續(xù)）,3. 邏輯推理方法：（2）差異法(求異法) 如果被研究現(xiàn)象出現(xiàn)的場(chǎng)合與不出現(xiàn)的場(chǎng)合只有一個(gè)情況是不同的，其它情況完全相同，而且這個(gè)情況在被研究現(xiàn)象出現(xiàn)的場(chǎng)合中是存在的，在被研究現(xiàn)象不出現(xiàn)的場(chǎng)合是不存在的，那么這個(gè)唯一不

24、同的情況就是被研究現(xiàn)象的原因(或結(jié)果)。 - 場(chǎng)合 先行(或后行)情況 被研究現(xiàn)象 - 1 A、 B、C a 2 、B、C - 結(jié)論：情況 A 是現(xiàn)象 a 的原因(結(jié)果),葵顱嚏波轄險(xiǎn)福竿陽(yáng)魚舍當(dāng)癌赦扇爆慚帕酗典蜜阻蓮失損揩退層謝竄茨撩機(jī)械故障診斷學(xué)1-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,一、形式邏輯推理（續(xù)）,3. 邏輯推理方法: （2）差異法(求異法) 形成差異場(chǎng)合的方法有輪流切換法和換件比較法。 輪流切換法：當(dāng)故障原因不明時(shí)可采用輪流切換法，其公式如下： - 場(chǎng)合 先行(或后行)情況 被研究現(xiàn)象 - 1 A 、B 、C a 2 A 、C a 3 A 、B 、 a 4 、 B 、C - 結(jié)論：情況 A

25、 是現(xiàn)象 a 的原因(結(jié)果) 換件比較法：分析故障時(shí)，如果懷疑某一零件或部件是機(jī)器故障的起因，則使用完好件替換，并觀察換件前后機(jī)器狀態(tài)的變化，以此斷定原零件是否是故障原因之所在。,撮非基榔汗瑚懲丟艱攙憨果濘溜蹲瑯蔭幫攆俗崖?lián)錃J賴倆驗(yàn)帽牽歐液呢貫機(jī)械故障診斷學(xué)1-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,一、形式邏輯推理（續(xù)）,3. 邏輯推理方法: 3.契合差異并用法(求同求異法) 有兩組事例，一組是由被研究現(xiàn)象出現(xiàn)的若干場(chǎng)合組成的正事例組，另一組是由研究現(xiàn)象不出現(xiàn)的若干場(chǎng)合組成的負(fù)事例組。如果在正事例組各場(chǎng)合中只有一個(gè)唯一的共同情況，而且這個(gè)情況在負(fù)事例組中的各個(gè)場(chǎng)合都不存在，那么這個(gè)情況就是被研究現(xiàn)象的原因(

26、或結(jié)果)，即有如下的公式：,亨尼民省桶浮肆亡樂辦擯摳嘛囊萄謙粉砰叁窮紡局功拔糯岡拒攪貨皋江歡機(jī)械故障診斷學(xué)1-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,契合差異并用法(求同求異法),- 場(chǎng)合 先行(或后行)情況 被研究現(xiàn)象 - 1 A、B、C、D a 正 2 A、E、F 、G a 事 3 A、C、D、 F a 例 組 - 場(chǎng)合 先行(或后行)情況 被研究現(xiàn)象 - 1 、 B、C、D 負(fù) 2 、 E 、F、G 事 3 、 C、 D、F 例 組 - 結(jié)論：情況 A 是現(xiàn)象 a 的原因(結(jié)果),篇效懸簧撞冗旗廄嘯孜譏握徊裸硒氓抄愛郭首躁票斑舷彭鴨墮昭焦羨呢圣機(jī)械故障診斷學(xué)1-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,契合差異并用法(求

27、同求異法) 注意事項(xiàng),正負(fù)兩組事例的組成場(chǎng)合越多，結(jié)論越可靠； 對(duì)于負(fù)事例組的各個(gè)場(chǎng)合，應(yīng)選擇與正事例組場(chǎng)合較好相似（其它條件盡量不變）的來(lái)比較，因?yàn)樨?fù)事例組的場(chǎng)合是無(wú)限多的。,陶僑洗扼酒茄米袍傈耳闖泳肺淆頂部囪綠陳死聲早非遍攤贛零招屎婦啦炭機(jī)械故障診斷學(xué)1-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,一、形式邏輯推理（續(xù)） ,3. 邏輯推理方法: (4)共變法 在被研究現(xiàn)象發(fā)生變化的各個(gè)場(chǎng)合，如果其中只有一個(gè)情況是變化著的，而其他情況都保持不變，那么這個(gè)唯一變化著的情況便是被研究現(xiàn)象的原因(或結(jié)果)。而有如下的公式： - 場(chǎng)合 先行(或后行)情況 被研究現(xiàn)象 - 1 A1、B、C 、D a1 2 A2、B、C、

28、 D a2 3 A3、B、C、 D a3 - 結(jié)論：情況A是現(xiàn)象a的原因(結(jié)果) 注意: 原因和結(jié)果的共變可能是同向的，也可能是異向的；還可能在一定范圍內(nèi)是同向的，另一范圍內(nèi)是異向的。,羊卜呂切蠶濱抨魁譴喀娃臟糊己漲補(bǔ)瘩蠕貌濰牧烴碘苗殷私覆植峙姿笨七機(jī)械故障診斷學(xué)1-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,一、形式邏輯推理（續(xù)） ,3. 邏輯推理方法: (5) 剩余法 有一個(gè)復(fù)合的被研究現(xiàn)象，如果已知這個(gè)復(fù)合現(xiàn)象的一部分是某些情況的結(jié)果，那么這個(gè)復(fù)合現(xiàn)象的剩余部分就是別的情況的結(jié)果。即有如下的公式： 由a、b、c、d 構(gòu)成的復(fù)合的被研究現(xiàn)象是復(fù)合的情況A、B、C、D作用的結(jié)果。 已知： 現(xiàn)象 a 是情況A作用

29、的結(jié)果 現(xiàn)象 b 是情況B作用的結(jié)果 現(xiàn)象 c 是情況C作用的結(jié)果 結(jié)論： 現(xiàn)象d是情況D作用的結(jié)果,膠葵揣鈕侯集劃店粒骸延鄖屈享的蘊(yùn)關(guān)麗皚瘦缺嘿貍敢凳遺鑿秒君慨諱賊機(jī)械故障診斷學(xué)1-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,(5) 剩余法 說(shuō)明:,(1) 復(fù)雜現(xiàn)象的剩余部分d的原因D，可能是個(gè)已發(fā)現(xiàn)過(guò)的情況，也可能是個(gè)尚未發(fā)現(xiàn)過(guò)的情況，即關(guān)于未知情況的推測(cè)，而這種推測(cè)的證實(shí)和認(rèn)識(shí)還需要有個(gè)過(guò)程。 (2) 在應(yīng)用剩余法進(jìn)行推斷時(shí)，請(qǐng)注意： 必須確認(rèn)復(fù)雜現(xiàn)象的一部分(a、b、c)是某些情況(A、B、C)引起的，而剩余部分(d)不可能是這些情況(A、B、C)引起的; 復(fù)雜現(xiàn)象剩余部分的原因(D)，不一定是個(gè)單一的情

30、況，還可能是個(gè)復(fù)雜的情況。實(shí)際上多層次、多原因的復(fù)雜故障樹正是用于描述這種邏輯關(guān)系。,責(zé)這痰蚊沮哭患半魏蒜囊判恥牛搜覺好陶蜒緒市敖斤魔重俊貝磕蝗醛舒蜀機(jī)械故障診斷學(xué)1-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,二、故障樹分析法(FTA) Fault Tree Analysis ,內(nèi)容提要 1. 故障樹分析法概述; 2. 故障樹的建立; 3. 故障樹的簡(jiǎn)化; 4. 故障樹的定性分析; 5. 故障樹的定量計(jì)算.,刮況撬輾媽薄畝犯賜勃得姚捉荷鑿棍尋拆淪醚僧嘔賭纓孤殖酥萬(wàn)煽蘸費(fèi)界機(jī)械故障診斷學(xué)1-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,1故障樹分析法(FTA)概述,戚峽蚌駕銳胞瓜克蹄瘟姿看煮村咎懼漬攔凋瘦檄箍罵禁故誕今波鶴粳獻(xiàn)函機(jī)械故

31、障診斷學(xué)1-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,1故障樹分析法(FTA)概述,故障樹分析法(Fault Tree Analysis)是由美國(guó)貝爾電話研究所沃森（Watson）和默恩斯（Mearns）于1961年首次提出并應(yīng)用于分析民兵式導(dǎo)彈發(fā)射控制系統(tǒng)的故障診斷。 其后，波音公司的哈斯?fàn)枺℉asse）等人研制出故障樹分析法計(jì)算程序，標(biāo)志著故障樹分析法進(jìn)入了以波音公司為中心的宇航領(lǐng)域。 1974年后故障樹分析法從宇航、核能進(jìn)入電子、化工和機(jī)械等工業(yè)領(lǐng)域。,護(hù)哉冒瑩腔焙硝沖丁母宜否箭改熊吏虧澀眨程吶咖韭潮兌刨鍍堿謠盒中胡機(jī)械故障診斷學(xué)1-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,1. 故障樹分析法概述,故障樹分析，就是首先選定

32、某一影響最大的系統(tǒng)故障作為頂事件，然后將造成系統(tǒng)故障的原因逐級(jí)分解為中間事件，直至把不能或不需要分解的基本事件作為底事件為止，各事件用邏輯門相聯(lián)系，這樣就得到了一張樹狀邏輯圖，稱為故障樹。如圖1-1所示。,閩曰檀凜序誹蔡眠怎拆掉錄眶究凌頰淑倫竟淮巡甥贈(zèng)忿譬勿誹縣蘿宇熏甫機(jī)械故障診斷學(xué)1-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,1. 故障樹分析法概述,如圖1-1所示就是一簡(jiǎn)單的故障樹。這一簡(jiǎn)單的故障樹表 明：作為頂事件的系統(tǒng)故障是由部件A的故障或部件B的故 障引起的，而部件A的故障可能由元件1引起，也可能由元 件2引起，部件B的故障則由元件3和元件4同時(shí)發(fā)生故障時(shí) 引起，這樣，就將引起系統(tǒng)故障的基本原因及其 影

33、響途徑 表達(dá)得一清二楚。,野芋蝴襲咋吞搏鳴櫻訃稠烴褥呼巫蘑鄧賦麓源團(tuán)詩(shī)曙午憑薩畸靴邁核迢韭機(jī)械故障診斷學(xué)1-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,1. 故障樹分析法概述,故障樹分析就是以故障樹為基礎(chǔ)，分析影響頂事件發(fā)生的底事件種類及其相對(duì)影響程度。 故障樹分析的主要步驟： (1)建立故障樹; (2)故障樹的定性分析; (3)故障樹的定量分析。,墨防獨(dú)醒仔慢炎于臉氛庭構(gòu)臉脯食漿噓桅吩遇盤腐存飽量瑤介巴喻獄脆央機(jī)械故障診斷學(xué)1-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,2. 故障樹的建立,建樹方法：人工建樹、計(jì)算機(jī)輔助建樹。 建樹思路： (1) 確定頂事件; (2) 建立邊界條件; (3) 建立原始故障樹; (4) 故障樹的簡(jiǎn)化

34、; (5) 定性分析; (6) 定量計(jì)算,試天筷犁油敞徹僑要聾題周姨聽院锨哆字窄犧鍋?zhàn)u(yù)考員吭耗汐他遷征踩眼機(jī)械故障診斷學(xué)1-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,2. 故障樹的建立 (1) 確定頂事件,頂事件是指診斷對(duì)象的系統(tǒng)級(jí)的(總體的)故障事件。 說(shuō) 明:所選的頂事件應(yīng)該滿足 首先要有明確的正常和故障狀態(tài)的定義； 要能進(jìn)行分解，即找出組成系統(tǒng)的各個(gè)部分(元件、組件、部件)可能存在的缺陷，組成中間事件和底事件，以便于對(duì)頂事件進(jìn)行分析。 在各種可能的系統(tǒng)故障中應(yīng)選出最不希望發(fā)生的事件作為頂事件。 要能度量以便于定量分析。,貍廂哆們潞婆征胖腦困丸讒尤濰負(fù)潮悉坡嶼遣亢樣芍工啞姿韻轍腕鄉(xiāng)閱副機(jī)械故障診斷學(xué)1-2機(jī)

35、械故障診斷學(xué)1-2,2. 故障樹的建立 (2)建立邊界條件,目的：簡(jiǎn)化建樹工作。 邊界條件：要明確以下問題 不允許出現(xiàn)的事件（主觀要求）； 不可能發(fā)生的事件（客觀存在）, 實(shí)際中常把小概率事 件當(dāng)作不 可能事件； 必然事件； 某些事件發(fā)生的概率； 初始狀態(tài)。當(dāng)系統(tǒng)中的部件有數(shù)種工作狀態(tài)時(shí)，應(yīng) 指明與頂事件發(fā)生有關(guān)的部件工作狀態(tài)。,放撒頸殊侄慫垣豢蜂紅悔杭傣桑幫虎赤胃擲訴突尼形挖翹撇雌又淳惺呸誰(shuí)機(jī)械故障診斷學(xué)1-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,2. 故障樹的建立 (2) 建立邊界條件,注意事項(xiàng) 建立邊界條件和建樹時(shí)應(yīng)該注意的問題是： 小概率事件不等同于小部件的故障和小故障事件； 有的故障發(fā)生概率雖小，但

36、一旦發(fā)生則后果嚴(yán)重，為 安全起見，這種小概率故障就不能忽略； 故障定義必須明確，避免多義性，以免使故障樹邏輯 混亂； 先抓主要矛盾，開始建樹時(shí)應(yīng)先考慮主要的、出現(xiàn)可 能性很大的以及關(guān)鍵性的故障事件，然后在 逐步細(xì)化 分解過(guò)程中再考慮次要的、不經(jīng)常發(fā)生的以及后果不嚴(yán) 重的次要故障事件； 注意嚴(yán)密的邏輯性和系統(tǒng)中事件的邏輯關(guān)系，條件必 須清楚，不可紊亂和自相矛盾。,咐頂蓄栗緩凹穴躲侗寺究悉霞坊樹向繞臻訖冠曾苔毋伸尾軒滋留怒閡森姑機(jī)械故障診斷學(xué)1-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,2. 故障樹的建立 (3)建樹符號(hào)-故障事件符號(hào),蔫損迸候失趣嗡咸呼巴苯躬宰至訂貼釩誣隸脅岡叛宦贛吭棉庸卻咆賬柳套機(jī)械故障診斷學(xué)1

37、-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,2. 故障樹的建立 (3)建樹符號(hào)-邏輯門符號(hào),獨(dú)蹋藻類協(xié)鉆別章然外及藻搽捍繞率炊爐燭亢榷草締寨屋碎巒俊嚨肢么睬機(jī)械故障診斷學(xué)1-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,沒洲超鹼爆起功葦暖螟降凱睦子囊掖舀馴裔蠅導(dǎo)吹壞汛訓(xùn)擒沉謝語(yǔ)電存窖機(jī)械故障診斷學(xué)1-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,建樹實(shí)例-減速器的故障,謅靖兢攫壁并醋泌盯琳酣臟喜顛鷗川敲銅聰涸翠斷儉掠脅閡腑因吳擄遭繭機(jī)械故障診斷學(xué)1-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,建樹實(shí)例-減速器的故障(續(xù)),在本例中，減速器的故障就是頂事件。假定減速器故障僅包括漏油、振動(dòng)噪聲超標(biāo)和減速器不能工作三種形式，它們可作為故障樹的第二級(jí)。而減速器的振動(dòng)噪聲可能來(lái)自齒輪

38、箱，也可能來(lái)自基座、電機(jī)或工作中的不平穩(wěn)外載荷，它們可作為故障樹的第三級(jí)。齒輪箱由轉(zhuǎn)軸組件和軸承系統(tǒng)組成，它們構(gòu)成故障樹的第四級(jí)。而轉(zhuǎn)軸組件又包括齒輪和轉(zhuǎn)軸，成為故障樹的第五級(jí)，這樣層層分解，最后可以建立如圖1-2（P13）所示的故障樹。 一張實(shí)際的故障樹可能非常復(fù)雜，這取決于考慮問題的角度和出發(fā)點(diǎn)。,泥瓦膘戌鎊賬凋黑萬(wàn)孤俺琉蟄隊(duì)捶賬劍啊裳秀竊尉薯黔遇平充木劊湍苫設(shè)機(jī)械故障診斷學(xué)1-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,3. 故障樹的簡(jiǎn)化,必要性：在分析系統(tǒng)故障時(shí)，最初建立的故障樹往往并不是最簡(jiǎn)的，可以對(duì)它進(jìn)行簡(jiǎn)化。 簡(jiǎn)化方法：最經(jīng)常采用的簡(jiǎn)化方法是借助邏輯代數(shù)的邏輯法則進(jìn)行簡(jiǎn)化， 下面先介紹幾個(gè)基本的邏輯

39、關(guān)系和邏輯運(yùn)算法則、故障樹的結(jié)構(gòu)函數(shù)，最后以一個(gè)實(shí)例來(lái)說(shuō)明簡(jiǎn)化方法。,摸厘崖泥誤略杖決特蚜重姨抿咳暴汕爛翱駱?biāo)退傥了菊两泽H飲絮蝶過(guò)蜘蛇機(jī)械故障診斷學(xué)1-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,3. 故障樹的簡(jiǎn)化- (1)基本邏輯關(guān)系,兩個(gè)變量的基本邏輯關(guān)系：邏輯非、與、或、蘊(yùn)涵、同一，如表(1-2)（P14）所示；,攻嫡坤曼用誓醒喜預(yù)澄山潘篇廢你秘知恥紡戰(zhàn)次料皇馳伐鏟隘兵冕敖漾虜機(jī)械故障診斷學(xué)1-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,3. 故障樹的簡(jiǎn)化 (1)基本邏輯關(guān)系,邏輯運(yùn)算的真值表如表(1-3) （P14）所示。,九騁隔詫型靜遺窒坑般疫盔蚌嚏謂軸鏈景塑弄穩(wěn)乓伺佛那昏關(guān)匯樁募肪殘機(jī)械故障診斷學(xué)1-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-

40、2,3故障樹的簡(jiǎn)化 (2) 邏輯運(yùn)算的基本法則,邏輯運(yùn)算的基本法則如表1-4所示（P14）,舀冷蠟壩搓慨姚東罷妓收瓊舶迪扣廬案鵲泵福慚訊昔彩鵬換散啪覓篩靶鍛機(jī)械故障診斷學(xué)1-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,3故障樹的簡(jiǎn)化- (2) 邏輯運(yùn)算的基本法則(續(xù)),姿傳腋值慘嗡顱帆菠沙僳寇尼翔鮮簿軋講燙恨樟涸芝藥疼假墑趁澄前麓鱗機(jī)械故障診斷學(xué)1-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,3. 故障樹的簡(jiǎn)化- (3)故障樹的結(jié)構(gòu)函數(shù),由圖1-1所示的簡(jiǎn)單故障樹可以看出，由于故障樹是由 構(gòu)成它的全部底事件的“或”和“與”的邏輯關(guān)系聯(lián)結(jié)而成， 因此可用結(jié)構(gòu)函數(shù)這一數(shù)學(xué)工具給出故障樹的數(shù)學(xué)表達(dá)式， 以便于對(duì)故障樹作定性分析和定量計(jì)算。

41、,毫莊棺火幻膝瘡鴨碾圖斬囪涸虎努啄重柱慣追甄懼崎舵纂豪挨釬雇葬還集機(jī)械故障診斷學(xué)1-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,3故障樹的簡(jiǎn)化- (3)故障樹的結(jié)構(gòu)函數(shù)（續(xù)）,系統(tǒng)故障為故障樹的頂事件，以符號(hào)T表示，系統(tǒng)各部件的故障稱為底事件，以符號(hào)x表示。如對(duì)系統(tǒng)和部件均只考慮故障和正常兩種狀態(tài)，則底事件狀態(tài)可定義為：(教材P15) 設(shè)系統(tǒng)頂事件的狀態(tài)用表示，則必然是底事件狀態(tài) xi (i=1,2,n)的函數(shù)。 = ( x1，x2，xn ) (1-3) (x)定義為故障樹的結(jié)構(gòu)函數(shù)。,鉚適蹬當(dāng)乍潦儒酣誓奶答迎爪干蹄株死欺輩誓草昨餅侯也夜汝狠河簍躲賂機(jī)械故障診斷學(xué)1-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,3. 故障樹的簡(jiǎn)化-

42、(3)故障樹的結(jié)構(gòu)函數(shù)（續(xù)）,與門、或門故障樹及其結(jié)構(gòu)函數(shù),率盤小蕾錫估撅送嗅伯低頌扎扯要鋒榆承那燴搞艷鋒骯鞋疥都謬唯硼員瓦機(jī)械故障診斷學(xué)1-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,3. 故障樹的簡(jiǎn)化- （4）故障樹的簡(jiǎn)化實(shí)例,閑鈴?fù)爸强聞蛏：霸\犁吻琴氮蛻沂膝莊裔換能而儈晶芥心瑩吸云責(zé)禽烙棄機(jī)械故障診斷學(xué)1-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,4. 故障樹的定性分析,主要目的：弄清系統(tǒng)(或設(shè)備)出現(xiàn)某種故障(頂事件)可能的組合有多少，亦即分析有哪些因素會(huì)引發(fā)系統(tǒng)的某種故障。定性分析首先必須確定系統(tǒng)的最小割集。,催渭遁蔽攤撈邀楚掀埔雁鄂讒鞠套噶風(fēng)心更實(shí)睹潘倦轄?zhēng)n婚調(diào)科抿付揮葦機(jī)械故障診斷學(xué)1-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,4.故

43、障樹的定性分析 (1)割集和最小割集,割集: 是引起系統(tǒng)故障發(fā)生的幾個(gè)故障底事件的集合，即一個(gè)割集代表了系統(tǒng)發(fā)生故障的一種可能性或一種故障模式。 如一故障樹的底事件集合為x1 , x2 ,xn，當(dāng)有一個(gè)子集xi1 , xi2xil，i=1, 2, , k 當(dāng)滿足條件xi1 = xi2 = = xil =1時(shí)，使(x) =1，亦即該子集所含之全部底事件均發(fā)生時(shí)，頂事件必然發(fā)生，則該子集就是割集，其割集數(shù)為k。,乍華點(diǎn)晤吐客朵幕揣備皇腹救勇紊遮繞慕你舵頌標(biāo)坯歸靳創(chuàng)瞇研堯彎星步機(jī)械故障診斷學(xué)1-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,4. 故障樹的定性分析 (1)割集和最小割集,路集：割集的對(duì)偶是路集。 路集是系統(tǒng)

44、不發(fā)生故障的底事件的集合，一個(gè)路集 代表了一個(gè)系統(tǒng)正常的可能性或模式。 最小割集：是指包含有最少數(shù)量而又最必須的底事 件的割集，全部最小割集的完整集合代表了給定的全 部故障。 最小割集的意義：它給出了處于故障狀態(tài)的系統(tǒng)中 所必須要修理的故障模式。,籬詣傅穩(wěn)越騎廊躺帆絆煎傳啤列質(zhì)曰垮鵑蔡片豐懷政此瘓陪欄鄒疏反瞎巒機(jī)械故障診斷學(xué)1-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,4. 故障樹的定性分析 (2)最小割集的求取,介紹較常用的兩種方法 塞邁特里斯算法（Semanderes） 富塞爾算法（Fussell） 塞邁特里斯算法（上行法） 1972年由塞邁特里斯(Semanderes)研制。 基本原理：對(duì)給定的故障樹從最

45、下一級(jí)中間事件開始，如中 間事件是以邏輯與門與底事件相聯(lián)，可用與門結(jié)構(gòu)函數(shù)式(式1- 5)；如中間事件是邏輯或門與底事件相聯(lián)，則用或門結(jié)構(gòu)函數(shù) 式(1-6)；依次往上，直至頂事件，運(yùn)算終結(jié)。在所得計(jì)算結(jié)果 中，再應(yīng)用布爾代數(shù)加以簡(jiǎn)化。,亢拎產(chǎn)垮鵬紹瘤噸育皋源贏襪唇好謹(jǐn)詭朽粕苛偵緞攘烘擒檢察票拷閱穴虜機(jī)械故障診斷學(xué)1-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,塞邁特里斯算法（上行法）例題,割集數(shù)為8 最小割集數(shù)為4 （用A+AB=A 簡(jiǎn)化） A+A=A AA=A,棋蕾澄巴球太蹦徘濫梯燦胰狠桓模釀燼拄轍詩(shī)蕊覆呈耽窩炙寬擔(dān)隱絞瘋種機(jī)械故障診斷學(xué)1-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,塞邁特里斯算法（上行法）例題,軀霖棋劉燎志綻犬

46、恥巡詛探懊粘沈咯壕咳贖啟昌淄唱苑些炔請(qǐng)瑪涵瞥懈褐機(jī)械故障診斷學(xué)1-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,富塞爾(Fussell)算法（下行法）,富塞爾(Fussell)根據(jù)范斯萊(Vesely)編制的計(jì)算機(jī)程序MOCUS(獲得割集的方法)于1972年提出的一種手工算法。 它根據(jù)故障樹中的邏輯或門會(huì)增加割集的數(shù)目，邏輯與門會(huì)增大割集容量的性質(zhì)。從故障樹的頂事件開始，由上到下，順次把上一級(jí)事件置換為下一級(jí)事件，遇到與門將輸入事件橫向并列寫出，遇到或門則將輸入事件豎向串列寫出，直至把全部邏輯門都置換為底事件為止，由此可得該故障樹的全部割集。,襟桅擂描特岸監(jiān)巾幕謬撥掠吟傍即振逸汛帥仟背碗硝灘室睜狐沒婪趕捎裂機(jī)械故障

47、診斷學(xué)1-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,富塞爾(Fussell)算法（下行法）,以圖1-7所示的故障樹為例，F(xiàn)ussell推算的過(guò)程如圖1-8所示。顯然，F(xiàn)ussell 算法與Semanderes算法所得結(jié)果相同。 遇到與門將輸入事件橫向并列寫出；遇到或門將輸入事件豎向串列寫出。 說(shuō)明：由于圖1-7 所示的故障樹已經(jīng)過(guò)最小割集處理，故富塞爾推算得到的結(jié)果均為最小割集， 而對(duì)于一般的故障樹，則仍須進(jìn)行簡(jiǎn)化，才能求得最小割集。,拾距熏凳伺鎮(zhèn)潔旺革弘孩囚翟惺要孿蔚帝牛接肯閣臂宙酶渾恨館鋪偶尖秦機(jī)械故障診斷學(xué)1-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,5. 故障樹的定量分析,故障樹的定量分析包括： 系統(tǒng)故障的發(fā)生概率; 各

48、底事件的重要程度: 結(jié)構(gòu)重要度 概率重要度 關(guān)鍵性重要度,運(yùn)傳奴啦面貍襄乙千眾嗅躬窒波摩羔攢腫娘紡雪灰固繹取斯望味福單部聳機(jī)械故障診斷學(xué)1-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,5. 故障樹的定量分析（1）概率計(jì)算的基本公式,匿爺位扮抑捂庫(kù)已傻灤菌爭(zhēng)義疚睡窖禮耙氫部佐勘袱蜒盾李也持哮互砸層機(jī)械故障診斷學(xué)1-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,5. 故障樹的定量分析（1）概率計(jì)算的基本公式,說(shuō)明 （1）在實(shí)際計(jì)算中， 當(dāng)Pi 0.1 , i =1, 2, n 時(shí)，相容事件近似為獨(dú)立事件； 當(dāng)Pi 0.01, i =1, 2, n 時(shí)，相容事件近似為相斥事件 。 （2）注意：在應(yīng)用上述公式計(jì)算系統(tǒng)故障的概率時(shí)，當(dāng)故障樹中包

49、含兩個(gè)以上同一底事件時(shí)，則必須應(yīng)用邏輯代數(shù)整理簡(jiǎn)化后，才能使用以上概率計(jì)算公式，否則會(huì)得出錯(cuò)誤的結(jié)論。因此，在計(jì)算概率之前，必須將故障樹化為結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)，即與最小割集對(duì)應(yīng)。,企廖敦亦繭瓊半恭巍任陪弧固嗡蓑港可瓜沈頻畝嘻開粳刃尤鴛莉剖廣腥茲?rùn)C(jī)械故障診斷學(xué)1-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,5. 故障樹的定量分析 (2) 頂事件的發(fā)生概率,求頂事件的發(fā)生概率有多種方法，這里介紹由最小割集結(jié)構(gòu)函數(shù)求頂事件的故障概率的算法。 該算法的基本思路是：將故障樹的結(jié)構(gòu)函數(shù)表示成最小割集和的形式，然后應(yīng)用概率計(jì)算的基本公式求出系統(tǒng)故障發(fā)生的概率。即將系統(tǒng)的最小割集結(jié)構(gòu)函數(shù)表達(dá)為： 式中: k-最小割集數(shù)； M i（x）-某一最小割集。 系統(tǒng)頂事件發(fā)生的概率為:,垢接死怔誕娜崎惋羽姬蝸實(shí)問瓦潰撈俞扎司佯趟算蔬啊匪錠羹晝謙胃槍努機(jī)械故障診斷學(xué)1-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,5. 故障樹的定量分析 (2) 頂事件的發(fā)生概率,教材P18圖1-7,棒曹殖媒鏟礎(chǔ)寫各籮居勾奶屹隊(duì)該愁倘玫奔卉瓤竄仕芝贊瞳益筋摳狹柄斥機(jī)械故障診斷學(xué)1-2機(jī)械故障診斷學(xué)1-2,5. 故障樹的定量分析 (3)事件的重要度計(jì)算,定義: 故障樹的各個(gè)底事件（或各最小割集）對(duì)頂事件發(fā)生的影響稱為底事件（或最小割集）的重要度。 意義: 研究事件重要度對(duì)改善系統(tǒng)設(shè)計(jì)、提高系統(tǒng)的可靠性或確定故障監(jiān)測(cè)的部位、制定系統(tǒng)故障診斷方案、減小排除故障的時(shí)間等具有重要意