提高机电一体化设备的可靠性和安全性
应使它可靠地工作，即具有一定的可靠性。可靠性是机电一体化设备设计和应用中的一个重要内容。所谓可靠性，是指“设备在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的能力”。“完成规定功能”就是能够连续地保持设备的工作能力，使各项技术指标符合规定值。故障是指设备功能低于规定的水平，即设备的有关状态处于低功能的状态。可见故障是一种破坏设备的工作能力的事件，故障越频繁，可靠性就越低。要确保一个设备完全不出故障是不可能的，也是不现实的。从这个意义上讲，故障是一种随机事件，因而是不可避免的。那么，当设备发生故障时如何检测故障、判断故障原因并准确地定位故障点，这就需要故障诊断技术。
一、机电一体化设备故障诊断技术的基本内容
诊断技术的作用就在于及时发现故障，设备故障诊断的目的有三点：一是保证设备无故障，运行可靠；二是要“物尽其用”，保证设备发挥其最大效益；三是保证设备即将发生故障或已发生故障，能及时而正确地诊断出来，加以维修，以减少维修时间，提高产品的维修质量和有效度。
从本质上讲，诊断技术是一种检测技术，用来取得有关产品中产生的故障类型和故障位置信息。它的任务有两个，一个是出现故障时，迅速确定故障的种类和位置，以便及时修复；二是在故障尚未发生时，确定产品中有关元器件距离极限状态的程度，博士论文查明工作能力下降的原因，以便采取维护措施或进行自动调整，防止发生故障。
故障诊断通常是通过对设备的观测信号来识别设备的状态。一般的工况监视实际上是状态监视。故障是设备的一种状态，因此，工况监视是故障诊断的基础，故障诊断只不过是一种特殊的工况监视与分析。设备诊断的过程也就是工况的监视、分析与干预的过程。下图表示了设备诊断的过程。根据设备故障诊断的要求，由设备诊断过程可以看出，设备诊断技术至少包括以下五个方面的内容：
2、正确地根据设备性质与工况，选择与测取有关状态的特征信号。
正确地从特征信号中提取设备有关状态的有用信息（征兆）。
、正确地根据设备的征兆，识别设备有关状态（状态诊断）。包括故障早期诊断和故障诊断。
、正确地根据设备的征兆和状态，进一步分析设备的有关状态及其发展趋势 3状态分析），包括分析故障位置、类型、性质、原因与趋势等。
4、正确地根据设备的状态及其趋势，作出决策，干预设备及其工作过程。
二、设备状态的测试
故障诊断中通常有两种测试，一是在故障出现之后，为了迅速确定故障的种类和位置，对诊断对象进行的试验性测试，这时诊断对象处于非工作状态，这种情况称为诊断测试。二是在故障发生之前，诊断对象处于工作状态，为了预测故障或及时发现故障而进行的在线测试，这种情况称为故障测试。
三、征兆提取
从测得的特征信号中提取征兆。这些征兆是有助于判断故障种类和故障位置的异常性诊断信号，可分为直接征兆和间接征兆。直接征兆是在检测产品整机的输出参数或可能出现故障的元、部件的输出参数时，取得的异常性诊断信号。如有关机械零件的磨损量、变形量等参数变化的信号。间接征兆是从那些产品工作能力存在函数关系的间接参数中取出的异常性诊断信号。例如产品的音响信号、温度变化、润滑油中的磨损产物，系统动态参数等。采用间接征兆进行诊断可在设备处于工作状态及不作任何拆卸的情况下，评价设备的工作能力。征兆提取有函数分析法和统计分析法两种。
2、函数分析法：对于有些设备特征信号与征兆之间存在着量的函数关系，可以通过数学分析方法，由特征信号求得征兆。统计分析法：对特征信号与征兆之间存在着统计关系的，用这种方法提取信息。
四、状态诊断方法
诊断就是将测试取得的诊断信号与设定的标准数据相比较，或利用事先确定的征兆与故障之间的对应关系，来确定故障的种类与部位。其方法可分为两大类：一是直接法，此时征兆即状态，例如，采用状态空间分析进行系统的状态反馈控制时，则由输入、输出（特征信号）计算出的状态，即是系统的征兆，也是系统的状态。二是间接法，此时征兆并非状态，而须有征兆诊断出状态。
五、设备的专家系统
专家系统综合利用各种信息与各种诊断方法，以灵活的诊断策略来解决诊断问题。这种系统能实现从数据到干预控制的全套自动化诊断，能通过使用专家的经验而相对地避开信号处理方面复杂的计算，为设备的实时监控提供了时间上的有利条件，它能处理带有错误的信息和不完全的信息，可以降低对测试仪器和工作环境的要求。
六、故障诊断技术的发展方向
目前，许多机电一体化系统都具有自诊断功能。博士论文有些机电一体化系统还有自适应、自调整、自诊断、甚至自修复的功能，遇到短路、过载、漏电等情况时，能自动采取对策和保护措施，避免事故发生，这样可以大大提高系统的可靠性和安全性。
故障诊断技术的发展方向是人工智能和专家系统，即将机、电、液等各方面的故障知识统一建立一个知识库，并利用在线检测到的各种信息，通过专用计算机来分析、综合、推理、准确定位故障点并提出合理的排除故障方法。例如，美、日等发达国家生产的智能机器人，具有一定的感知、判断、决策能力，能够自动识别对象和环境，根据要求自己规划动作来完成作业，在出现故障时不但能进行自我诊断，而且还能进行自我修复。
【摘 要】 故障诊断技术是机电一体化设备正常运行的可靠保证。诊断过程分测试、提取征兆和诊断分析等几个方面，其发展方向是人工智能和专家系统。
【关键词】 可靠性；故障；诊断技术；人工智能和专家系统