基于計(jì)算機(jī)輔助測試的電視機(jī)故障排除智能系統(tǒng)研究

田磊，靳果，于曉楠

（1.河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南南陽473000；2.南昌工學(xué)院，江西南昌330031）

基于計(jì)算機(jī)輔助測試的電視機(jī)故障排除智能系統(tǒng)研究

田磊1，靳果1，于曉楠2

（1.河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南南陽473000；2.南昌工學(xué)院，江西南昌330031）

依據(jù)目標(biāo)優(yōu)化的數(shù)學(xué)方法，建立了故障診斷的自動(dòng)化控制數(shù)學(xué)模型和計(jì)算機(jī)程序算法，并設(shè)計(jì)了計(jì)算機(jī)電視機(jī)故障自動(dòng)化排除系統(tǒng)。將實(shí)驗(yàn)和計(jì)算機(jī)仿真模擬得到的數(shù)據(jù)和電氣系統(tǒng)正常工作時(shí)的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)電氣系統(tǒng)中的故障，采取相應(yīng)的故障排除措施。

電視結(jié)構(gòu)；自動(dòng)控制；效率效益；位移曲線；應(yīng)力云圖；頻率診斷；機(jī)電自動(dòng)化；工業(yè)4.0

引言

在機(jī)電系統(tǒng)電視機(jī)故障自動(dòng)化檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，可以分為檢測系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)和檢測系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)，主要通過軟件設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)故障的診斷和檢測信號輸入輸出接口的控制。利用人機(jī)交互界面，實(shí)現(xiàn)故障檢測的自動(dòng)化。對故障信號的自動(dòng)化檢測是通過傳感器來完成的，傳感器主要由三個(gè)，包括加速度傳感器、渦輪軸傳感器以及位移傳感器［1-3］。

在檢測系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)中主要包括數(shù)字自動(dòng)化控制模塊、故障診斷模式、繼電器以及放大器等，通過故障診斷檢測板來實(shí)現(xiàn)故障的檢測。本文利用CPLD邏輯器件進(jìn)行編程，將故障診斷檢測系統(tǒng)和ISA總線電路進(jìn)行連接，最后具有地質(zhì)編譯和控制信號以及數(shù)據(jù)的鎖存等。在機(jī)電系統(tǒng)電視機(jī)故障自動(dòng)化檢測系統(tǒng)，數(shù)字模塊的時(shí)序性是很重要的，系統(tǒng)中繼電器主要是驅(qū)動(dòng)作用［4-6］。

1　電視機(jī)故障自動(dòng)化檢測數(shù)學(xué)模型和算法設(shè)計(jì)

電視機(jī)故障的自動(dòng)化監(jiān)測過程也可以通過傳感器進(jìn)行信號采集，利用目標(biāo)函數(shù)優(yōu)化功能對函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，函數(shù)的設(shè)計(jì)主要和目標(biāo)函數(shù)和約束條件有關(guān)，假設(shè)目標(biāo)函數(shù)為公式（1）所示。

式中，ε可以看成是極限值，其表達(dá)式如公式（2）所示。

式中，f表示頻率函數(shù)，x的表達(dá)式如公式（3）所示

對頻率函數(shù)進(jìn)行積分可以得到公式（4）所示的表達(dá)式。

然后頻率特性可以將頻率函數(shù)寫成正定二次函數(shù)

通過迭代計(jì)算可以得到w梯度如公式（6）所示

因此有：

通過目標(biāo)函數(shù)搜索可得到公式（8）所示的表達(dá)式：

式中，km是最優(yōu)化步長，于是可以得到公式（9）所示的表達(dá)式：

由此可以解出：

最終可得

2　電視機(jī)故障自動(dòng)化檢測實(shí)驗(yàn)研究

為了驗(yàn)證本文設(shè)計(jì)的電視機(jī)故障自動(dòng)化檢測數(shù)學(xué)模型和算法有效性和可靠性，本文設(shè)計(jì)了電視機(jī)故障的自動(dòng)化排除系統(tǒng)，并對系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和計(jì)算機(jī)數(shù)值仿真模擬研究。圖1表示通過電視機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)自動(dòng)化檢測系統(tǒng)仿真得到的電視機(jī)電機(jī)組葉片上的一個(gè)點(diǎn)的位移，通過位移幅值可以看出在某一時(shí)刻的機(jī)電振動(dòng)情況，如果出現(xiàn)大位移則說明電氣系統(tǒng)出現(xiàn)了故障，應(yīng)該及時(shí)采取措施［7-10］。

圖1　位移自動(dòng)化故障排除曲線

3　結(jié)語

本文將計(jì)算機(jī)軟件故障分析系統(tǒng)引入到了電視機(jī)故障儀器檢測系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)了機(jī)電自動(dòng)化的電視機(jī)故障排除系統(tǒng)，并對系統(tǒng)的性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究和計(jì)算機(jī)仿真模擬，得到了位移自動(dòng)化故障排除曲線，并利用計(jì)算機(jī)仿真模擬得到了電視機(jī)機(jī)電應(yīng)力分布云圖。為了進(jìn)一步驗(yàn)證算法的有效性，本文對8個(gè)不同機(jī)組進(jìn)行了頻率診斷測試，得到了8個(gè)不同機(jī)組的五階故障診斷頻率，并繪制了頻率響應(yīng)的頻譜分布圖，為電視機(jī)系統(tǒng)的自動(dòng)化故障排除的研究提供了理論參考。

［1］范小霞，古小平.壓氣站燃?xì)廨啓C(jī)模糊故障樹失效分析［J］.天然氣與石油，2010，28（6）:10-14.

［2］崔選盟.模糊邏輯診斷技術(shù)在汽油機(jī)故障診斷中的應(yīng)用［J］.長沙交通學(xué)院學(xué)報(bào)，2008，24（3）:81-83.

［3］胡建榮.基于模態(tài)分析的結(jié)構(gòu)損傷診斷研究［D］.成都:西南交通大學(xué)，2006.

［4］楊建.基于ANSYS的離心壓氣機(jī)葉輪振動(dòng)特性分析［D］.大連:大連理工大學(xué)，2011.

［5］龍英，滕召金，趙福水.有限元模態(tài)分析現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢［J］.湖南農(nóng)機(jī)，2009，36（4）:27-29.

［6］章劍，方鳳鴦，金友林.LMS Test.Lab在超重訓(xùn)練設(shè)備模態(tài)分析試驗(yàn)中的運(yùn)用［J］.直升機(jī)技術(shù)，2010（1）:52.

［7］謝志明.盲源分離技術(shù)在航空發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷中的應(yīng)用研究［D］.長沙:中南大學(xué)，2011.

［8］范小霞，古小平.壓氣站燃?xì)廨啓C(jī)模糊故障樹失效分析［J］.天然氣與石油，2010，28（6）:10-14.

［9］周海超，左言言，鮑林曉.四缸柴油機(jī)曲軸的自由模態(tài)分［J］.噪聲與振動(dòng)控制，2010，12（6）:63-66.

［10］安維崢，王維民，石永強(qiáng).海洋平臺海水換熱器腐蝕防護(hù)現(xiàn)狀與趨勢［J］.廣州化工，2010，38（1）:23-26.

（編輯：苗運(yùn)平）

Research on the Intelligent System of TV Trouble Shooting Based on Computer Aided Test

Tian Lei1，Jin Guo1，Yu Xiaonan2
（1.Henan Polytechnic Institute，Nanyang Henan 473000；2.Nanchang Institute of Science&technology，Nanchang Jiangxi 330031）

This paper sets up the mathematical model and computer programalgorithm of fault diagnosis based on the mathematical method of objective optimization.The data obtained from the experiment and computer simulation are compared with the data in the normal operation of the electric system，which can be found in a timely manner.

television structure；automatic control；efficiency；displacement curve；stress image；frequency diagnosis；mechanical and electrical automation；industry 4.0

TN949.192

A

2095-0748（2016）13-0103-02

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.13.40

2016-05-12

田磊（1983—），男，河南南陽人，碩士，講師，主要研究方向：嵌入式技術(shù)與智能電子。