1.目的与意义

在一些大型的机械设备例如船舶、汽车、坦克等，都需要强大的动力来驱动它们，使它们正常工作，给它们提供动力的装置就是主机。主机一般位于机械设施内部，连接传动装置，推动机械运转。

主机作为动力装置重要核心，它的工作状态直接影响到动力装置的安全和可靠性，主机的结构特别复杂，所以故障的种类也多种多样，对主机的故障诊断研究具有一定的必要性。传统的主机故障诊断通常是凭借经验来判断，具有信息采集不准确，模式死板单一等缺点，而且是定时检测，对于时间和金钱是极大的浪费。每次拆机检查都会对主机的各运动部件造成一定的磨损，可能产生新的故障。传统故障诊断方法不能方便快捷的检测主机故障，严重影响机组的正常运转。因此如果能在修理主机之前，不用去拆解主机的各个部件，通过主机故障提供的状态信息，利用信息处理技术，信息匹配技术和故障诊断技术进行整机故障推理，快速并且准确的找出主机故障，然后采取一定的措施排除故障，使主机及时恢复工作状态，可以大大减少金钱和时间的浪费，提高工作效率。

2. 国内外主机故障诊断研究现状及发展

主机故障诊断一直是国内外重要研究课题，国内最初的故障诊断完全靠个人经验去人工查看，近年来才得到长足发展。然而在国外，上世纪七十年代后期，主机的故障诊断就有了声振技术诊断，然后在接下来的时间里进行了改进和完善并取得了很大的成就。现在经过多年的发展，科技的进步，信号诊断逐渐走上前沿，主要是通过机体表面的振动信号来识别机体工作状态，利用瞬时转速大小来测量缸内压力变化状态，利用时频分析、小波分析等新的信号分析与处理方法来处理柴油机表面振动信号。

我国的主机故障诊断系统化起步较晚，我国开始对故障诊断研究进行探索大约在上个世纪八十年代初期，从1985年开始，故障诊断技术在国人的努力探索下开始迅速发展。70年代开始，国人开始学习外来技术，引进国外的先进技术，在国外先进技术的基础上进行主机故障机理的研究，学习先进的诊断方法，研究诊断仪器。80年代我国在探索中研究出了实时监测诊断装置，并且进一步探索新的诊断理论与方法。80年代后期直到现在，我国在主机故障诊断领域取得了非凡的成就，研究并制作出国际领先的故障诊断仪器，出版了许多关于故障诊断的书籍和论文。

目前主机故障诊断主要以油液分析法，热力参数分析法，振动诊断法等方法。随着计算机技术和信息技术的发展，信息采集技术增强，信息处理进行故障诊断逐渐进入视野。

所谓油液分析法就是通过对油液的成分进行检测，当油液的金属成分含量过高时就可以判断有部件过度磨损，然后进行磨损检修，修复磨损严重的零件。油液分析最常用的是铁谱和光谱分析，两种分析方法各有优缺点，铁谱分析可以判断油液中的金属成分的大小，形状等信息，光谱分析可以判断金属的元素含量，但对形状等信息不能收集。油液分析法故障诊断存在很多弊端，主要是判断位置不够具体笼统模糊，只能对滑油部件进行分析。热力参数分析法主要是通过传感器对局部温度进行测量和分析，判断缸内燃烧状态，从而推断主机工作状态，这种方法专业性很强，但是不能达到快速诊断的目的。振动诊断方法是利用应变片和示波器收集主机表面的振动信号并进行分析，进行区域振动信号对比分析故障发生原因，可以对大部分的主要构件进行故障分析，分析速度快而且范围广。但是主机结构复杂，振动信号的采集存在很大问题，振动信号混合在一起不容易收集有效信号，而且故障的表现形式和故障原因也不是一对一的对应关系，也许一个故障原因对应很多的表现形式或者一个振动信号表现形式对应很多故障原因。这些故障检测方法很难做到信息协同处理，有很大的发展空间。

基于知识的诊断方法是建立在知识库的基础上，主要的诊断过程是计算机的处理信号，将不同的故障形式协同处理，处理好故障形式与故障原因的因果关系，将故障形式综合处理提取关键信息，方便快捷，输入故障形式从而得到故障原因，大量的案例数据做基础增加了结果的可靠性，并且速度快，不用反复拆装检查，减少部件的磨损，提高经济性。