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第1章 绪论1

1.1 故障诊断学的意义1

1.1.1 系统的功能和故障1

1.1.2 故障诊断的意义和故障诊断学1

1.2 故障诊断技术的现状及其发展概况4

1.2.1 故障诊断技术的发展史4

1.2.2 故障诊断技术的发展趋势5

1.3 车辆的基本构成及特点6

1.3.1 通用车辆的基本结构6

1.3.2 特种车辆的基本结构及特点6

1.4 车辆故障诊断学的特点、研究目的和范围8

1.4.1 车辆故障诊断的特点9

1.4.2 车辆故障诊断学的研究目的和范围9

第2章 军用车辆常见故障的模式及其机理11

2.1 概述11

2.2 军用车辆故障的基本概念12

2.2.1 故障的概念12

2.2.2 军用车辆故障的分类13

2.2.3 军用车辆零件的常见故障15

2.3 军用车辆典型故障的机理分析20

2.3.1 军用车辆故障统计分析20

2.3.2 故障机理分析方法26

2.3.3 柴油机振动机理分析29

2.3.4 柴油机噪声机理分析40

2.3.5 柴油机高压油路故障机理分析61

2.3.6 柴油机机敲缸故障机理分析65

2.3.7 柴油机拉缸故障机理分析68

2.3.8 柴油机主轴瓦拉伤故障机理分析70

2.3.9 转子振动机理分析71

2.3.10 不对中故障机理分析85

2.3.11 转轴裂纹故障机理分析93

第3章 军用车辆状态参数测试技术98

3.1 概述98

3.1.1 测试技术的概念98

3.1.2 军用车辆状态测试的重要性99

3.2 军用车辆状态参数的确定100

3.2.1 军用车辆状态参数分类100

3.2.2 测试参数的选择原则100

3.3 军用车辆状态的常用检测方法及传感器101

3.3.1 功能参数的常用测量方法及传感器101

3.3.2 结构参数的常用测量方法及传感器116

3.3.3 响应参数的常用测量方法及传感器135

3.3.4 其他参数的测量188

3.4 军用车辆状态信号的预处理及采集190

3.4.1 信号预处理及采集的基本步骤190

3.4.2 连续时间信号的采样及采样定理192

3.4.3 量化和量化误差199

3.4.4 截断、泄漏与窗函数202

第4章 军用车辆状态信号的特征选择与提取210

4.1 概述210

4.2 离散信号的幅域分析及其特征参量计算211

4.2.1 简单统计特征参量212

4.2.2 高阶统计特征参量213

4.2.3 幅域无量纲特征参数215

4.2.4 随机信号的概率密度函数217

4.3 离散信号的时域分析方法及其特征参量计算219

4.3.1 时域波形分析219

4.3.2 键相器分析220

4.3.3 相关分析222

4.3.4 时间序列分析——ARMA模型231

4.4 离散信号的频域分析方法及其特征参量计算241

4.4.1 离散傅里叶变换241

4.4.2 阶次比分析247

4.4.3 频谱的三维分析253

4.4.4 相干函数257

4.4.5 倒频谱259

4.4.6 极大熵谱261

4.5 时频域分析方法及其特征参量计算264

4.5.1 从傅里叶变换到时频域分析265

4.5.2 短时傅里叶分析268

4.5.3 小波变换274

4.5.4 Hilbert-Huang变换284

4.5.5 各种变换之间的比较290

4.5.6 分形及其计算方法292

4.6 常用的特征选择与提取方法298

4.6.1 概述298

4.6.2 基本概念299

4.6.3 类别可分离性判据301

4.6.4 几种常用的特征选择方法311

4.6.5 Karhunen_Loeve变换特征提取319

4.7 特征选择的几种新方法323

4.7.1 模拟退火算法323

4.7.2 遗传算法325

4.7.3 基于人工神经网络的特征选择与提取329

4.8 特征选择与提取方法在军用车辆检测诊断中的应用实例336

第5章 军用车辆状态的识别方法340

5.1 概述340

5.2 经典的故障诊断方法341

5.2.1 基于人工经验的状态识别341

5.2.2 模式匹配分析法342

5.2.3 模型分析法343

5.2.4 故障树分析法343

5.2.5 逐步判别分析法350

5.3 故障诊断的数学方法357

5.3.1 贝叶斯分类法357

5.3.2 距离函数分类法364

5.3.3 灰色理论诊断法367

5.3.4 模糊诊断法374

5.3.5 人工神经网络380

5.3.6 统计学习理论与支持向量机402

5.4 故障诊断专家系统419

5.4.1 专家系统概述419

5.4.2 专家系统的基本结构420

5.4.3 专家系统的几种典型类型424

5.4.4 专家系统实现步骤430

5.4.5 装备故障诊断专家系统实例431

第6章 军用车辆关键系统的状态评估与典型故障诊断技术435

6.1 军用车辆发动机的状态评估435

6.1.1 坦克柴油机技术状况评估的基本内容436

6.1.2 坦克柴油机技术状况诊断参数的确定437

6.1.3 坦克柴油机技术状况基准样本模式的建立440

6.1.4 坦克柴油机技术状况诊断参数的不解体检测442

6.1.5 坦克柴油机技术状况诊断的模糊模型449

6.2 军用车辆发动机失火故障诊断464

6.2.1 柴油机排气噪声的测量464

6.2.2 柴油机排气噪声的特点464

6.2.3 信号预处理465

6.2.4 失火前后噪声信号的对比分析466

6.2.5 提取噪声峰—谷值间隔信号468

6.2.6 特征参数提取469

6.2.7 失火故障模糊判别469

6.3 军用车辆传动系统典型故障的检测与诊断470

6.3.1 滚动轴承的监测诊断471

6.3.2 齿轮的监测诊断477

6.3.3 军用车辆传动系统故障诊断实例483

6.4 坦克变速箱工作挡位齿轮故障诊断研究485

6.4.1 变速箱状态参数的测量485

6.4.2 振动信号包络的提取486

6.4.3 包络信号的抽取489

6.4.4 包络信号的细化谱分析490

第7章 计算机辅助测试与分析系统495

7.1 概述495

7.2 计算机辅助测试与诊断系统的基本组成496

7.2.1 计算机辅助测试与诊断系统的硬件部分496

7.2.2 计算机辅助测试与诊断系统的软件部分498

7.3 数据采集装置的类型与选用498

7.3.1 数据采集装置的基本类型499

7.3.2 多路采集装置的通道设计方案502

7.3.3 数据采集装置的选用504

7.4 计算机测试系统总线技术506

7.4.1 总线及其标准化506

7.4.2 测试系统常用总线507

7.5 车辆综合电子信息系统总线技术510

7.5.1 CAN现场总线510

7.5.2 1553B总线511

7.6 坦克底盘集成测试与分析系统实例512

7.6.1 系统组成512

7.6.2 综合测试系统的软件功能514

7.7 综合测试系统的应用实例521

7.7.1 柴油机技术状况评估和寿命预测软件521

7.7.2 装甲车辆振动与加速性检测平台527

7.8 系统的展望530

第8章 军用车辆故障诊断与装备技术管理532

8.1 军用车辆故障诊断在我军装备技术管理中的地位与作用532

8.1.1 装备技术管理的意义532

8.1.2 军用车辆故障诊断在装备技术管理中的作用533

8.2 军用车辆故障诊断尚待解决的问题534

8.2.1 技术问题534

8.2.2 制度问题536

8.2.3 人才问题537

参考文献539