農業機械故障診斷技術現狀分析及展望

王成博 林矇 朱正卿

摘要：在21世紀，農業已經不再是傳統農耕技術，，而是現代化的農耕技術，由人工種植邁入了機械化產業化的新篇章。現代農業機械需要與時俱進的農業機械故障診斷技術。在農業技術的不斷發展中，農業機械化已經逐漸向高速度、大功率、高效率等方面發展。但是農業機械的發展越是精密，故障診斷和維修越復雜和耗時。尤其是這種季節性很強的機械，通常需要在幾百畝的稻田中工作。如果機械發生故障，在沒有專業人員及時維修的情況下會造成很大的損失。所以，農業機械的故障診斷和維修技術的提高迫在眉睫。這里我們介紹了兩種故障診斷技術以及對農業發展的現狀和展望，供讀者參考。

關鍵詞：農業機械故障； 診斷技術； 農業現狀及展望

一、農業故障診斷技術研究現狀

農業機械故障的診斷在現代化的機械診斷中一般采用的是計算機的信號處理技術，由于大型農業機械過于復雜，機械故障診斷技術已經逐漸成為一門科學。農業機械故障的診斷現狀可以從以下三個方面得到一個全面的認識和理解。

1. 通用機械故障診斷研究現狀

通用技術故障的診斷和研究最早在美國開展，隨美國之后，日本、歐洲等國家也先后重視起機械故障的診斷技術，主要研究方向在摩擦碰撞、松動等故障方面。在20世紀80年代國內的相關大學也開設了本類學科的學習，其中清華大學研究組隊小波變換故障診斷技術領域的研究已經取得了重要的進展。

2.農業技術的診斷和現狀

農業機械診斷方面在國內也有大量的專業人士進行研究，其中李杰等人對機械速度慢、效率低等問題進行了深入研究，提出了一個基于正向推理故障診斷和安全評價系統，這個系統有著很好的穩定性。陳芳通過研究對農業機械故障的診斷和臆測，模擬希爾伯特普分析得出的振動信號視頻分布情況，研究出一種可以得出故障發生時信號變化的信息。這些都對中國農業技術故障診斷分析做出了巨大的貢獻。

3.狀態檢測技術現狀

在設備關鍵區域安裝故障自診斷系統，該系統可以檢測設備是否發生故障，通過傳感器顯示的數值來確定機械故障的錯誤代碼，也可以根據檢測部位來確定故障產生的位置。這個系統最早應用在汽車尾氣的檢測中，后來發展到汽車剎車系統、車門、氣囊等部件的檢測中。現今被用在了農業機械中，使其精確度大幅度提高。

二、機械故障診斷技術研究方法

機械故障的診斷方法很多。故障識別方面一般有模式識別以及神經網絡等技術系統，對于故障預警方面也有獨有的檢測方法。下面介紹一下與農業機械故障有關的故障診斷方法。

1.時域故障分析診斷技術

時域故障分析診斷技術，主要在農業機械中特定的部位安裝傳感器來采集并記錄信息，得到振幅、相位、頻率，以及機械的時域等信息。這對于對機械故障的判斷有非常直觀的便利性。但是時域信息通常還需要進一步的處理才可以得到故障的具體信息。

2. 頻域信號分析技術

頻域信號是將時域信號進行快速傅里葉變換轉化而來，得到故障特征的分析方法。如當齒輪發生斷裂時，表面的振動信號就會發生相應的變化，通過檢測這些變化的頻率我們就能夠預測故障的產生和發展。頻域故障處理技術還包括頻譜分析和倒頻譜分析等。

3. 頻域信號分析故障診斷技術

當機械發生故障后，運行信號會發生顯著的變化，尤其對于松動和剝落時非常明顯。我們必須得到這些信號的相關函數和功率譜、統計量的時變函數才能判斷故障。通常采用信號的聯合函數來進行表達和分析。

三、對農業機械技術未來發展的展望

1. 通過將通用機械領域的故障診斷方法沿用到農業機械領域，這樣可以根據振動信號來分析和診斷農業機械的故障。此外，許多現在的信息技術，例如信號處理技術、控制技術、計算機技術等都是基于基礎震動特征提取故障技術。因此，這些高科技技術都可以應用到農業機械領域之中。在未來，農業機械的技術很更加的成熟、穩定和先進，對于故障的診斷和處理也能夠達到更加的快速和精準。

2.現代智能化技術將在農業機械中得到應用。未來農業機械會應用更加智能的故障診斷系統，會出現針對農業機械的專家系統、神經網絡、模糊邏輯和遺傳算法。未來會有更多新的理論引入到農業機械故障的診斷之中，使得智能診斷系統更加的完善，故障診斷技術的綜合性能也會得到更好的提升。

3.通過多種方法的相互輔助，令機械診斷技術在實際應用中不斷融洽。多種診斷技術可以從各個方面進行診斷。農業技術人員收到的不會是單一的信號，而是多重振動信號。這種信號可以更加精確的定位出故障所在位置，迅速地得出診斷方法。這種手段相互融合的診斷方法在未來將會是農業機械的故障診斷變得更加簡單。

四、結語

隨著我國農業的快速發展，科學技術不斷進步，農業機械化的使用水平也在逐步提高，這使得農業機械的故障診斷面臨更加嚴峻的挑戰。現代農業機械化對農業機械使用過程中的故障預警及故障診斷提出了更高的要求，所以，現代農業機械需要與時俱進的是農業機械的故障診斷技術，也需要結合現有研究基礎和現代農業發展需求.。

參考文獻：

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