如何入门机械故障诊断？

幸福侠侣

现在研究生一年级，导师做的是故障诊断，信号处理方向的，我本科没有学过信号方面的知识，现在开学三个月了，感觉自己看啥都看不懂emd vmd稀疏分解的。有没有行业的牛人做一下指导应该如何入门。

原文地址：https://www.zhihu.com/question/355808570

大力水手

基础篇：
1、首先要大概熟悉一些常见的机械设备，知道他们的大致运行原理，知道他们核心零部件损坏后有什么故障特征。
2、熟悉几种常见的传感器，知道不同传感器应用主要场景，知道采样定理。会正确安装传感器，能够采集到传感器数据，并在电脑上生成振动数据文件。
3、学习matlab，能熟练使用matlab进行编程，会读取数据文件。
4、学习一些基本的分析算法，知道这些算法是干什么的，比如比如fft，hilbert，降噪、小波分析等等。
5、多看一些故障诊断论文，对于不同种类的故障了解一下别人是怎么诊断故障的。学习后，自己可以模拟一些故障数据，练练手；后面有真实故障数据后，模仿着自己做诊断。
进阶篇：
1、熟悉不同类型设备部件在不同故障情况下的振动特征，针对采集到的故障数据，反推故障原因。
2、学习编程语言入python、c++、java等，至少掌握两门专业的编程语言，有能力开发故障诊断系统。
3、了解专家系统基本原理，能搭建专家系统框架，代替人工完成故障诊断。
4、了解人工智能模型基本原理，能编写人工智能代码，用人工智能原理完成故障诊断。

大力水手

故障诊断其实就干三件事情：
1.数采：采集原始数据，研究轴承一般是使用振动数据；
2.数据预处理和特征提取：预处理保存平滑处理、降噪等；特征提取分三个域，时域特征、频域特征、时频域特征。分别都有对应的算法。
3.搭建模型，基于提取到的特征数据进行故障识别、诊断。
故障诊断常用的数据集就是美国西储大学轴承数据集。在我的专栏里有链接。
好了，下面推荐入门的两本书籍，这两本书都配套源码，不仅可以学习理论，而且可以上手操作：
第一本：


第二本：


其中，第一本书有配套的光盘，可以用Matlab直接跑代码。
建议用书里的算法，基于西储大学的数据集，把代码都跑一遍，搞懂代码背后的算法。
比看20篇注水论文好使

感恩由您

滚珠轴承结构图：




滚动轴承可能由于润滑不良、载荷过大、材质不当、轴承内落入异物、锈蚀等原因，引起轴承工作表面上的剥落、裂纹、压痕、腐蚀凹坑等缺陷或局部损伤。当滚动轴承另一工作表面通过某个缺陷点时，就会产生一个微弱的冲击脉冲信号。随着转轴的旋转，工作表面不断与缺陷点接触冲击，从而产生一个周期性的冲击振动信号。缺陷点处于不同的元件工作表面，冲击振动信号的周期间隔也即频率是不相同的，这个频率就称为冲击的间隔频率或滚动轴承的故障特征频率。可以根据轴承的几何参数和其转速计算轴承元件的故障特征频率。



图1



图2










有局部缺陷引起的冲击振动间隔频率

继续前进

可以尝试一下深度学习，现在在故障诊断领域挺常见的。


（而且找工作的话，容易转行）
举个栗子，深度残差收缩网络[1] [2]，能够从振动信号中提取特征，尤其适合振动信号信噪比较低的情况。这是因为，深度残差收缩网络内部包含了软阈值化，能够灵活地删除冗余特征[3]。



深度残差收缩网络

检验医师

谢邀！很多人看不懂是因为机械故障诊断的书上有大量的公式，但不知道如何使用，也不知道如何用代码实现。
建议你在网上找一些和这些公式对应的源代码（如EMD），也可以买一本有MATLAB程序的机械故障诊断的书，对着公式看程序，一点一点的学习，刚开始看不懂是正常的，多看几遍就好了，这个没有什么其他的办法，只能靠自己花时间学习。