1 緒 論.................................................................................................................... 11.1 系統(tǒng)可靠性最優(yōu)化基本知識(shí)概述................................................................. 11.1.1 系統(tǒng)可靠性最優(yōu)化的基本概念.......................................................... 11.1.2 系統(tǒng)可靠性的發(fā)展簡(jiǎn)史...................................................................... 31.1.3 液壓可靠性最優(yōu)化研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì).......................................... 41.1.4 最優(yōu)化分類.......................................................................................... 61.2 液壓智能故障診斷基本知識(shí)概述................................................................. 81.2.1 智能故障診斷系統(tǒng)的基本概念........................................................ 81.2.2 智能故障診斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)................................................................ 81.2.3 智能故障診斷技術(shù)的發(fā)展簡(jiǎn)史........................................................ 91.2.4 智能故障診斷研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì).............................................. 111.3 本書的主要內(nèi)容........................................................................................... 142 可靠性與故障維修的基礎(chǔ)知識(shí).......................................................................... 152.1　可靠性技術(shù)的基本內(nèi)容與特點(diǎn)................................................................. 162.2 可靠性與可靠度的定義............................................................................. 172.2.1 可靠性.............................................................................................. 182.2.2 可靠度.............................................................................................. 182.3 失效率......................................................................................................... 202.4 失效密度函數(shù) 與失效率和可靠度的關(guān)系......................................... 212.5 失效類型與失效曲線................................................................................. 222.6 可靠性壽命................................................................................................. 242.6.1 平均壽命.......................................................................................... 252.6.2 可靠壽命.......................................................................................... 272.6.3 中位壽命.......................................................................................... 272.6.4 壽命方差和壽命標(biāo)準(zhǔn)離差.............................................................. 282.7 維修度與有效度......................................................................................... 282.7.1 維修度.............................................................................................. 292.7.2 有效度............................................................................................ 292.8 以可靠性為中心的維修原理..................................................................... 322.8.1 維修原理.......................................................................................... 322.8.2 維修步驟.......................................................................................... 343 液壓系統(tǒng)可靠性模型.............................................................................................. 343.1 可靠性模型概述........................................................................................... 353.1.1 “黑箱”方法和“白箱”方法........................................................ 353.1.2 失效時(shí)間建模與失效次數(shù)建模...................................................... 363.1.3 兩狀態(tài)可靠性和多狀態(tài)或連續(xù)狀態(tài)可靠性.................................. 383.2 可靠性模型的應(yīng)用....................................................................................... 383.3 浴盆曲線模型............................................................................................. 393.3.1 引言.................................................................................................. 393.3.2 和形式的浴盆曲線模型.................................................................. 393.3.3 積形式的浴盆曲線模型.................................................................. 423.3.4 由右截短產(chǎn)生的浴盆曲線模型...................................................... 463.3.5 分段浴盆曲線模型.......................................................................... 523.3.6 變量代換模型.................................................................................. 533.4 系統(tǒng)可靠性模型........................................................................................... 553.4.1 可靠性框圖...................................................................................... 563.4.2 串聯(lián)模型.......................................................................................... 573.4.3 并聯(lián)模型.......................................................................................... 583.4.4 串-并聯(lián)、并-串聯(lián)及串-并聯(lián)混合模型.......................................... 613.4.5 旁聯(lián)模型.......................................................................................... 633.4.6 k/n模型............................................................................................ 653.4.7 連續(xù)k/n模型................................................................................... 663.4.8 二維連續(xù)k/n模型或連續(xù)(r, s)/(m, n)模型..................................... 683.4.9 其它具有獨(dú)立元件的可靠性模型.................................................. 693.4.10 分擔(dān)負(fù)載模型................................................................................ 713.5 失效率模型................................................................................................... 733.6 定齡更換模型............................................................................................... 743.7 最小維修優(yōu)化模型....................................................................................... 753.8 維修與備件的關(guān)系....................................................................................... 773.9 簡(jiǎn)單模型一覽表........................................................................................... 784 液壓系統(tǒng)可靠度計(jì)算方法...................................................................................... 804.1 液壓系統(tǒng)可靠度的一般計(jì)算方法............................................................ 814.1.1 組合事件計(jì)算法................................................................................ 814.1.2 通路追蹤法...................................................................................... 834.1.3 分解法.............................................................................................. 844.1.4 橋式系統(tǒng).......................................................................................... 894.1.5 梯式系統(tǒng).......................................................................................... 924.2 待命冗余液壓系統(tǒng)計(jì)算方法...................................................................... 964.2.1 理想型待命冗余系統(tǒng)計(jì)算.............................................................. 984.2.2 雙部件待命冗余系統(tǒng)計(jì)算............................................................ 1024.3液壓系統(tǒng)可靠度特征值的近似計(jì)算......................................................... 1124.3.1 引言................................................................................................ 1124.3.2 串聯(lián)和并聯(lián)的組合系統(tǒng)計(jì)算........................................................ 1124.3.3 系統(tǒng)，串聯(lián)和并聯(lián)系統(tǒng)計(jì)算........................................... 1144.3.4 指數(shù)函數(shù)的近似計(jì)算.................................................................... 1195 液壓系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù).............................................................................................. 1225.1 液壓系統(tǒng)優(yōu)化概述.................................................................................... 1235.1.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)基本概念.......................................................................... 1235.1.2 液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與優(yōu)化.................................................................... 1265.1.3 液壓系統(tǒng)優(yōu)化的內(nèi)容.................................................................... 1285.2 優(yōu)化數(shù)學(xué)模型............................................................................................. 1295.2.1 參數(shù)優(yōu)化模型................................................................................ 1295.2.2 函數(shù)優(yōu)化模型................................................................................ 1305.2.3 控制部分尋優(yōu)條件........................................................................ 1305.3 液壓開(kāi)關(guān)閥控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)優(yōu)化............................................................... 1335.3.1 系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型................................................................................ 1335.3.2 控制性能尋優(yōu)................................................................................ 1435.3.3 抗干擾能力尋優(yōu).......................................................................... 1575.3.4 動(dòng)態(tài)補(bǔ)償方法.............................................................................. 1705.4 液壓伺服系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化........................................................................... 1765.4.1 液壓伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)........................................................................ 1765.4.2 階躍響應(yīng)ITAE準(zhǔn)則尋優(yōu)........................................................... 1905.4.3 跟蹤性能尋優(yōu)............................................................................ 1995.4.4 線性二次型指標(biāo)尋優(yōu).................................................................... 2085.4.5 迭代法尋優(yōu).................................................................................... 2185.5 液壓系統(tǒng)動(dòng)力機(jī)構(gòu)優(yōu)化........................................................................... 2245.5.1 負(fù)載與動(dòng)力機(jī)構(gòu)的特性.................................................................. 2245.5.2 穩(wěn)態(tài)優(yōu)化........................................................................................ 2315.5.3 動(dòng)態(tài)優(yōu)化.......................................................................................... 2375.5.4 液壓系統(tǒng)的全局優(yōu)化.................................................................... 2466 液壓系統(tǒng)可靠性最優(yōu)化技術(shù)................................................................................ 2526.1 系統(tǒng)最優(yōu)化概述......................................................................................... 2536.2 冗余液壓系統(tǒng)可靠性的最優(yōu)化................................................................. 2556.2.1 引言.................................................................................................. 2556.2.2 系統(tǒng)可靠性最優(yōu)化問(wèn)題的提出.................................................... 2586.2.3 確定最優(yōu)系統(tǒng)可靠性的最優(yōu)化技術(shù)............................................ 2606.3 啟發(fā)式方法在系統(tǒng)可靠性最優(yōu)化中的應(yīng)用............................................. 2626.3.1 引言................................................................................................ 2626.3.2 Sharma—Venkateswaran 啟發(fā)式算法......................................... 2656.3.3 Aggarwal 啟發(fā)式算法.................................................................. 2706.3.4 Misra 啟發(fā)式算法......................................................................... 2746.3.5 Ushakov 啟發(fā)式算法................................................................... 2776.3.6 Nakagawa—Nakashima 啟發(fā)式算法........................................... 2796.4 動(dòng)態(tài)規(guī)劃法在系統(tǒng)可靠性最優(yōu)化中的應(yīng)用............................................. 2866.4.1 引言................................................................................................ 2866.4.2 基本動(dòng)態(tài)規(guī)劃法............................................................................ 2916.4.3 用拉格朗日乘子的動(dòng)態(tài)規(guī)劃法.................................................... 3076.4.4 用控制序列概念的動(dòng)態(tài)規(guī)劃法.................................................... 3166.5 用于系統(tǒng)可靠性最優(yōu)化的其它方法......................................................... 3236.5.1 引言................................................................................................ 3236.5.2 經(jīng)典算法........................................................................................ 3246.5.3 參數(shù)法............................................................................................ 3276.5.4 線性規(guī)劃法.................................................................................... 3306.5.5 可分離規(guī)劃法................................................................................ 3346.6 部件可靠度和冗余數(shù)最優(yōu)化的確定....................................................... 3376.6.1 引言................................................................................................ 3376.6.2 問(wèn)題的提出.................................................................................... 3396.6.3 最優(yōu)化步驟.................................................................................... 3406.6.4 數(shù)值例題.......................................................................................... 3427 液壓系統(tǒng)智能故障診斷基本模型...................................................................... 3457.1 液壓故障診斷的重要性............................................................................. 3457.1.1 液壓故障診斷的重要性................................................................ 3457.1.2 液壓故障分析與識(shí)別基礎(chǔ)............................................................ 3467.2 漸發(fā)性故障的形成模型............................................................................. 3497.2.1 液壓系統(tǒng)的漸發(fā)性故障原因........................................................ 3507.2.2 故障形成的一般性過(guò)程圖............................................................ 3507.2.3 給定產(chǎn)品的漸發(fā)性故障模型的建立............................................ 3517.2.4 考慮產(chǎn)品初始參數(shù)離散度的漸發(fā)性故障形成模型.................... 3567.2.5 產(chǎn)品壽命和無(wú)故障工作概率的計(jì)算實(shí)例.................................... 3607.2.6 有兩個(gè)界限的漸發(fā)性故障模型.................................................... 3627.3 突發(fā)性故障模型....................................................................................... 3647.3.1 液壓系統(tǒng)的突發(fā)性故障原因........................................................ 3647.3.2 突發(fā)性故障發(fā)生概率.................................................................... 3657.3.3 估計(jì)引起突發(fā)性故障的情況........................................................ 3687.3.4 指數(shù)規(guī)律的應(yīng)用范圍.................................................................... 3707.3.5 同時(shí)出現(xiàn)突發(fā)性故障和漸發(fā)性故障的情形................................ 3727.3.6 故障的隨機(jī)流................................................................................ 3747.4 液壓元件故障智能故障診斷模型............................................................. 3777.4.1 液壓元件故障模型概念................................................................ 3777.4.2 液壓元件故障智能診斷基于網(wǎng)絡(luò)PLC系統(tǒng)模型...................... 3788 基于專家系統(tǒng)液壓故障診斷.............................................................................. 3828.1專家系統(tǒng)概述.............................................................................................. 3838.1.1 引言.................................................................................................. 3838.1.2 專家系統(tǒng)的組成和功能................................................................ 3868.1.3 推理機(jī)制.......................................................................................... 3898.1.4 知識(shí)表示.......................................................................................... 3918.1.5 知識(shí)的獲取...................................................................................... 3928.1.6 新型專家系統(tǒng).................................................................................. 3958.1.7 專家系統(tǒng)的概念及優(yōu)點(diǎn).................................................................. 3998.2 專家系統(tǒng)故障診斷原理........................................................................... 4018.2.1 專家知識(shí)的獲取與表示................................................................ 4018.2.2 專家推理........................................................................................ 4038.2.3 知識(shí)庫(kù)維護(hù).................................................................................... 4068.2.4 機(jī)器學(xué)習(xí)........................................................................................ 4078.2.5 專家系統(tǒng)故障診斷的特點(diǎn)............................................................ 4088.3 專家系統(tǒng)故障診斷方法........................................................................... 4088.3.1 模式匹配診斷法............................................................................ 4098.3.2 因果網(wǎng)絡(luò)診斷法............................................................................ 4098.3.3 結(jié)構(gòu)與功能模型診斷法................................................................ 4108.4 專家系統(tǒng)液壓故障診斷實(shí)例................................................................... 4118.4.1 知識(shí)庫(kù)設(shè)計(jì).................................................................................... 4128.4.2 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì).................................................................................... 4158.4.3 推理機(jī)設(shè)計(jì).................................................................................... 4168.4.4 專家系統(tǒng)的運(yùn)行............................................................................ 4169 基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)液壓系統(tǒng)故障診斷................................................................ 4179.1 概述........................................................................................................... 4179.1.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷的優(yōu)越性及其存在的問(wèn)題............................ 4179.1.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷研究現(xiàn)狀及其發(fā)展........................................ 4189.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷原理........................................................................... 4199.2.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型................................................................................ 4199.2.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷原理................................................................ 4249.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷方法........................................................................... 4259.3.1 模式識(shí)別故障診斷神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)........................................................ 4259.3.2 知識(shí)處理故障診斷神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)........................................................ 4269.4 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的辨識(shí)方法與模型..................................................................... 4289.4.1 基于NARMA模型的辨識(shí)方法.................................................. 4289.4.2 通用辨識(shí)模型和動(dòng)態(tài)BP算法..................................................... 4339.5 基于小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的液壓泵故障診斷實(shí)例........................................... 4369.5.1 小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)................................................................................ 4369.6.2 實(shí)驗(yàn)條件及數(shù)據(jù)采集.................................................................... 4419.6.3 基于松散型小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的液壓泵故障診斷............................ 4429.6.4 基于緊致型小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的液壓泵故障診斷............................ 44410 液壓系統(tǒng)故障的模糊診斷................................................................................ 44610.1 液壓系統(tǒng)故障診斷中的模糊性............................................................. 44710.2 液壓系統(tǒng)故障模糊診斷的基本原則..................................................... 44810.3 模糊故障診斷原理................................................................................. 45010.4 液壓系統(tǒng)故障模糊診斷方法................................................................. 45210.4.1 基于模糊模式識(shí)別的故障診斷方法.......................................... 45210.4.2 基于模糊綜合評(píng)判的故障診斷方法.......................................... 45410.4.3 基于模糊推理的故障診斷方法.................................................. 45810.4.4 基于模糊模型的故障診斷方法.................................................. 45910.4.5 基于模糊殘差評(píng)價(jià)的故障診斷方法.......................................... 46010.5 模糊故障診斷有關(guān)問(wèn)題的處理方法....................................................... 46010.5.1 故障模糊分類方法...................................................................... 46010.5.2 模糊樣本的建立.......................................................................... 46110.5.3 故障分析矩陣的建立.................................................................. 46210.6 液壓系統(tǒng)故障模糊診斷實(shí)例................................................................... 46411 灰色系統(tǒng)理論在液壓系統(tǒng)故障診斷中的應(yīng)用................................................ 46811.1 灰色系統(tǒng)理論基本概念.......................................................................... 46911.1.1 概念的分類及灰色概念................................................................ 46911.1.2 灰色系統(tǒng)理論在液壓故障診斷中的應(yīng)用.................................... 47011.2 灰色關(guān)聯(lián)度分析....................................................................................... 47011.2.1 關(guān)聯(lián)系數(shù)計(jì)算公式........................................................................ 47111.2.2 關(guān)聯(lián)系數(shù)計(jì)算.............................................................................. 47311.2.3 關(guān)聯(lián)度............................................................................................ 47511.3 灰色關(guān)聯(lián)度分析在液壓系統(tǒng)故障診斷中的應(yīng)用................................... 47511.3.1 在簡(jiǎn)易診斷中的應(yīng)用.................................................................... 47611.3.2 關(guān)聯(lián)度分析在軋機(jī)液壓伺服系統(tǒng)中進(jìn)行故障診斷.................... 47711.3.3 在軋機(jī)液壓伺服系統(tǒng)的故障診斷實(shí)例........................................ 47811.3.4 在旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷實(shí)例............................................................ 47912 液壓系統(tǒng)智能集成化故障診斷.......................................................................... 48512.1 集成基本概述......................................................................................... 48612.1.1 診斷信息集成.............................................................................. 48612.1.2 診斷知識(shí)集成.............................................................................. 48712.1.3 診斷方法集成.............................................................................. 48812.2 集成化故障診斷體系結(jié)構(gòu)..................................................................... 48812.2.1 集成化故障診斷模型.................................................................. 48812.2.2 集成化故障診斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu).......................................................... 49012.2.3 多信息融合系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)............................................................ 49112.2.4 集成化故障診斷系統(tǒng)功能及其實(shí)現(xiàn).......................................... 49212.3 集成化推理和診斷策略......................................................................... 49212.3.1 集成化推理機(jī)制.......................................................................... 49312.3.2 集成化診斷策略.......................................................................... 49312.4 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊邏輯集成故障診斷..................................................... 49412.5 專家系統(tǒng)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)集成故障診斷..................................................... 49512.5.1 專家系統(tǒng)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的集成方法................................................ 49612.5.2專家系統(tǒng)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的集成策略................................................. 49612.5.3 專家系統(tǒng)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的集成結(jié)構(gòu)................................................ 49612.5.4 專家系統(tǒng)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的集成模型................................................ 49712.5.5 專家系統(tǒng)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)集成的特點(diǎn).............................................. 49812.5.6 專家系統(tǒng)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)集成的適用范圍...................................... 49812.6 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與案例集成故障診斷............................................................. 49913 液壓系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化故障診斷.................................................................................. 49913.1 概 述.................................................................................................... 50013.1.1 網(wǎng)絡(luò)化故障診斷的提出.............................................................. 50013.1.2 網(wǎng)絡(luò)化故障診斷的特點(diǎn).............................................................. 50113.1.3 網(wǎng)絡(luò)化故障診斷需要解決的問(wèn)題.............................................. 50113.1.4 網(wǎng)絡(luò)化故障診斷的研究方向...................................................... 50213.2 網(wǎng)絡(luò)化故障診斷的結(jié)構(gòu)模式................................................................. 50313.2.1 客戶機(jī)/服務(wù)器模式..................................................................... 50313.2.2 瀏覽器/服務(wù)器模式..................................................................... 50513.2.3 面向客戶公共對(duì)象請(qǐng)求代理結(jié)構(gòu).............................................. 50813.2.4 模式驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu).............................................................................. 50913.3 網(wǎng)絡(luò)化故障診斷的實(shí)現(xiàn)方案................................................................. 50913.3.1 基于三層網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)方案.......................................................... 51013.3.2 基于四層網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)方案.......................................................... 51113.4 網(wǎng)絡(luò)化故障診斷的關(guān)鍵技術(shù)................................................................. 51413.4.1 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)............................................................................ 51413.4.2 數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸技術(shù)........................................................................ 51513.4.3 網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)................................................................................ 51513.5 網(wǎng)絡(luò)化故障診斷的評(píng)價(jià)指標(biāo)................................................................. 51614 液壓系統(tǒng)工作介質(zhì)智能故障診斷.................................................................... 51714.1 概述........................................................................................................... 51814.2液壓系統(tǒng)的污染物及其危害.................................................................... 51814.2.1 污染物的概念................................................................................ 51814.2.2 污染物的來(lái)源................................................................................ 51914.2.3 污染物特征的描述...................................................................... 52014.2.4 液壓系統(tǒng)污染物的危害................................................................ 52114.3 液壓系統(tǒng)的污染物分析........................................................................... 52214.3.1 污染物成分及其含量的分析........................................................ 52214.3.2 固體顆粒尺寸與數(shù)量的測(cè)定診斷................................................ 52614.4液壓系統(tǒng)污染監(jiān)測(cè)與故障診斷實(shí)現(xiàn)....................................................... 53114.4.1 在線監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)的方案........................................................ 53114.4.2 在線監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)的功能及原理............................................ 53114.4.3 硬件系統(tǒng)........................................................................................ 53214.5 在線監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn).......................................................... 53514.6 液壓元件對(duì)工作介質(zhì)清潔度要求及過(guò)濾器的配置............................. 53714.6.1 清潔度要求................................................................................ 53814.6.2 過(guò)濾器配置.................................................................................. 539附表 液壓傳動(dòng)裝置的平均失效率........................................................................ 539參 考 文 獻(xiàn).............................................................................................................. 540