[01264750]复杂机电系统故障诊断与预报技术的研究与应用

随着科学的发展和技术的进步，机电系统也正朝着大规模、复杂化的方向发展。此类系统一旦发生事故，便会造成巨大的人员伤亡和财产损失。因此，复杂机电系统的可靠性和安全性迫切需要提高，以减少重大事故的发生。

复杂机电系统的故障诊断与预报技术是提高系统可靠性和降低事故风险的重要方法。项目团队在国家自然科学基金、863计划、吉林省科技厅、吉林省教育厅等多项纵向课题以及横向课题的支持下，以提高复杂机电系统故障诊断与预报模型建模精度和实时性为目的，在理论上，率先开展了基于虚拟现实的复杂机电系统故障机理分析方法研究，突破了基于半定量信息的复杂机电系统建模方法，系统深入地探索了复杂机电系统的故障诊断与预报关键技术;在工程上，将理论研究成果应用于轨道车辆、汽车零部件检测、数控机床、石油化工、工程机械、导弹武器等的故障诊断与预报。

主要创新点如下：

（1）针对复杂机电系统故障诊断与预报所面临的强耦合性、强非线性、参数时变性和不确定性，对其故障机理进行分析面临着诸多困难等问题，提出了基于虚拟现实技术的典型复杂机电系统参数化模型建模方法，较好地再现了复杂机电系统工作过程，解决了复杂机电系统薄弱环节的确定和故障机理的分析问题。

（2）针对复杂机电系统故障诊断数学模型难以通过机理分析建立等问题，在系统深入研究置信规则库（BRB）在线建模和在线构造等一系列基本理论问题的基础上，提出了基于半定量信息和BRB的复杂机电系统故障诊断方法，有效地解决了复杂机电系统的故障诊断问题。

（3）针对已有方法无法有效综合利用半定量信息，提高复杂机电系统故障预报模型建模精度等问题，在深入研究基于半定量信息和BRB的复杂机电系统隐含行为预报模型建模方法的基础上，提出多种基于半定量信息的复杂机电系统在线故障预报模型建模方法，有效地解决了复杂机电系统在线预报问题。

以这些研究成果为重要支撑，申请人及团队出版专著2部;发表学术论文80余篇，SCI、EI论文在Web of Science、Scopus和CNKI数据库中共被引用335次，申请国家发明专利3项，1人博士论文被评为全军优秀博士学位论文本项目理论研究成果已经在863计划、吉林省科技厅、吉林省教育厅等多项课题中得到应用，以本项目研究成果为支撑，已获得吉林省科技进步奖二等奖3项、三等奖1项，吉林省高校科学技术优秀成果奖1项，吉林省自然科学学术成果奖1项，吉林省教学成果奖多项。

项目研究成果已经在轨道车辆、汽车零部件检测、数控机床、石油化工、武器装备等方面得到成功应用，取得了较好的社会认可度和较强的技术价值，经专家鉴定本项研究成果达到国内领先水平，同时为企业节省了大量的经济及技术成本，成果应用为企业节省资金近3亿元，取得的间接经济效益达到10亿元，带来了较好的经济和社会效益并具有一定的军事、国防价值。