學(xué)科前沿之故障診斷

摘要：古往今來，沒有哪件事是一蹴而就的。同樣科學(xué)研究也是如此，人類每次文明的進步，都離不開科學(xué)家們付出的心血。故障診斷通過對系統(tǒng)運行狀態(tài)和異常情況作出判斷，并根據(jù)診斷作出判斷，為系統(tǒng)故障恢復(fù)提供依據(jù)。本文通過探究故障診斷的前沿研究來更好的把握未來的發(fā)展方向，從而對自己的研究領(lǐng)域有更深層次的了解。

關(guān)鍵詞：故障診斷;學(xué)科前沿;專業(yè)領(lǐng)域;發(fā)展方向

0 引言

古語有云，天下難事，必作于易;天下大事，必作于細。作為當(dāng)代研究生，應(yīng)當(dāng)志存高遠，樹立遠大理想，爭取為自己的研究領(lǐng)域里添磚加瓦。

1 學(xué)科和專業(yè)的定義和區(qū)別

在我們進入這個領(lǐng)域之前，首先就要明確好兩個概念，那就是專業(yè)和學(xué)科的概念。專業(yè)，一般指高?；蛑械葘I(yè)學(xué)校根據(jù)社會分工需要而劃分的學(xué)業(yè)門類。學(xué)科，是科學(xué)知識體系的分類，不同的學(xué)科就是不同的科學(xué)知識體系。在這里我們可以深度剖析下學(xué)科和專業(yè)的一些區(qū)別。首先我們從學(xué)科和專業(yè)的構(gòu)成來看，構(gòu)成一門獨立學(xué)科的基本要素主要有三點，分別是：研究的對象或研究的領(lǐng)域，即獨特的、不可替代的研究對象;理論體系，即特有的概念、原理、命題、規(guī)律等所構(gòu)成的嚴密的邏輯化的知識系統(tǒng);方法論，即學(xué)科知識的生產(chǎn)方式。而專業(yè)的構(gòu)成要素主要包括：專業(yè)培養(yǎng)目標、課程體系和專業(yè)人員。其次學(xué)科與專業(yè)所追求的目標也是不同的，學(xué)科發(fā)展的目標是知識的發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)新，學(xué)科以知識形態(tài)的成果服務(wù)于社會，一般稱之為科研成果，科研成果又可分為科學(xué)型和技術(shù)型兩種。專業(yè)的目標是為社會培養(yǎng)各級各類專門人才。學(xué)科與專業(yè)目標的區(qū)別表明兩者之間具有不可替代性。我們也可以采用更加通俗的說法，學(xué)科就指的是所學(xué)專業(yè)歸屬于哪一大類，哪一類大學(xué)科，而專業(yè)是學(xué)科下面的進一步細分，如控制科學(xué)與工程下面有控制理論與控制工程，檢測技術(shù)與自動化裝置，系統(tǒng)工程，模式識別與智能系統(tǒng)導(dǎo)航，制導(dǎo)與控制等專業(yè)。甚至有時候?qū)I(yè)會綜合多個學(xué)科的課程。

2 前沿研究的劃分

當(dāng)我們找到了自己喜歡的專業(yè)領(lǐng)域的時候，我們就應(yīng)該努力學(xué)習(xí)專業(yè)知識，這樣才能為以后的研究打下堅實的基礎(chǔ)。首先需要我們先來回答什么是前沿研究，什么不是前沿研究的問題，然后我們再來確定自己要去研究什么內(nèi)容。前沿研究顧名思義就是當(dāng)今這個研究領(lǐng)域的最新研究成果和方向。前沿，就是有超前思路的科研。與之相反，創(chuàng)新性不足，算法復(fù)雜，效率不高的研究就不是前沿研究了。

3 尋找學(xué)科前沿的方法

這里可以介紹一個我個人覺得找自己領(lǐng)域研究前沿的方法，去Web of Science或者CNKI 搜索關(guān)鍵詞，分析結(jié)果，看看大部分文章發(fā)表的時間，如果都是近幾年的話，應(yīng)該是比較前沿的?；蛘呔C述類文獻也是非常有用的，搜索一篇被引比較多比較新的綜述，其中的內(nèi)容足夠你了解現(xiàn)在的大致形勢了，如果連綜述都沒有的話，原因一是你檢索的不對，二就是真的非常前沿了。如果綜述動輒幾十篇，那應(yīng)該不是前沿課題了。

4 目前故障診斷應(yīng)用的研究熱點

為了了解目前故障診斷領(lǐng)域的前沿研究，我自學(xué)了NoteExpress軟件，通過在線檢索功能，我檢索了最近CNKI上面有關(guān)故障診斷的不同關(guān)鍵詞的論文篇數(shù)，從2020年開始，有關(guān)智能故障診斷的論文大概有五十余篇，有關(guān)機器學(xué)習(xí)的故障診斷也有五十余篇，有關(guān)數(shù)據(jù)驅(qū)動的故障診斷也有五十余篇，有關(guān)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的故障診斷六篇，由此不難看出，智能故障診斷，基于機器學(xué)習(xí)的故障診斷和基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的故障診斷目前研究人員較多。圍繞這些根本目標而進行的故障診斷技術(shù)研究正方興未艾;同時，隨著近十年來人工智能技術(shù)的迅速發(fā)展，特別是知識工程、專家系統(tǒng)、模糊邏輯和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在診斷領(lǐng)域中的進一步應(yīng)用，迫使人們對智能診斷問題進行更加深人與系統(tǒng)的研究，形成了一系列研究熱點，也取得了一系列研究成果。但從分支學(xué)科的要求來看，無論是在理論體系的構(gòu)建方面，還是在解決實際問題方面，故障診斷研究仍有一段艱巨的路程要走[1]。目前和今后的主要研究可歸納為以下幾個方面：（l）多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù);（2）在線實時故障檢測算法;（3）本質(zhì)非線性動態(tài)系統(tǒng)的診斷方法;（4）混合智能故障診斷技術(shù);（5）基于因特網(wǎng)的遠程協(xié)作診斷技術(shù);（6）以故障檢測及分離為核心的容錯控制、監(jiān)控系統(tǒng)和可信性系統(tǒng)研究[2]。

5 我的選擇和研究方向

由于前沿性的創(chuàng)新型文獻比較少，因為做的人也是剛開創(chuàng)出來的，方法不一定成熟，所以就要求后人去改善，不過要是做出來了就可以發(fā)高水平的文章，甚至拿國家獎。而其他好多課題，文獻多，文章不一定有創(chuàng)新性，但是難度相對較低。因此，我要做的就是，多看文獻，多思考，多觀察，多研究不同觀點，決不能拿來主義，跟風(fēng)追求科技前沿。我特別需要做的，是應(yīng)該把最基礎(chǔ)的科研吃透。通過一步步的積累，來慢慢增強自己的專業(yè)背景。目前市面上的許多行業(yè)，像視頻識別、電力故障、擁堵問題都涉及到故障診斷的應(yīng)用，所以，堅持下去，增長自己的才干，未來可期。

我打算研究的方向是基于事件觸發(fā)的故障診斷，工業(yè)過程常通過周期性地采樣與傳輸信息來監(jiān)控系統(tǒng)，然而這種傳統(tǒng)的周期采樣技術(shù)不僅會增加通信消耗，同時也會導(dǎo)致計算和能量資源的浪費. 在此背景下，事件觸發(fā)技術(shù)被提出作為周期采樣的替代和補充，所謂的事件觸發(fā)是指傳感或通信設(shè)備。僅在滿足某些預(yù)指定的條件時才進行信息采樣或傳輸 ，這種技術(shù)不僅可以降低計算復(fù)雜度和通信與能量消耗，同時可以提高檢測精度和控制性能。目前我也正在做前期的準備工作，例如看文獻，公式的推導(dǎo)，成果的仿真，總結(jié)匯報等等。

參考文獻

[1]邱愛兵，胡賢，邱衛(wèi)東，季勝藍.基于事件觸發(fā)的故障診斷與動態(tài)調(diào)節(jié)集成設(shè)計[J].控制理論與應(yīng)用，2018，35（08）：1159-1166.

[2]鐘麥英，劉浩，朱曉強，張璐.基于事件觸發(fā)機制的故障診斷技術(shù)研究綜述[J].山東科技大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2021，40（02）：95-102.

[3]趙翔，李著信，蕭德云.故障診斷技術(shù)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].機床與液壓，2002（04）：3-6+133.

作者簡介：唐海鵬（1996.11）男，碩士研究生在讀，漢，學(xué)生，江蘇如皋，湖州師范學(xué)院，基于事件觸發(fā)的NCS故障檢測