農(nóng)業(yè)機械故障診斷技術(shù)現(xiàn)狀分析及展望

王成博 林矇 朱正卿

摘要：在21世紀，農(nóng)業(yè)已經(jīng)不再是傳統(tǒng)農(nóng)耕技術(shù)，，而是現(xiàn)代化的農(nóng)耕技術(shù)，由人工種植邁入了機械化產(chǎn)業(yè)化的新篇章。現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機械需要與時俱進的農(nóng)業(yè)機械故障診斷技術(shù)。在農(nóng)業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展中，農(nóng)業(yè)機械化已經(jīng)逐漸向高速度、大功率、高效率等方面發(fā)展。但是農(nóng)業(yè)機械的發(fā)展越是精密，故障診斷和維修越復(fù)雜和耗時。尤其是這種季節(jié)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(fā)生故障，在沒有專業(yè)人員及時維修的情況下會造成很大的損失。所以，農(nóng)業(yè)機械的故障診斷和維修技術(shù)的提高迫在眉睫。這里我們介紹了兩種故障診斷技術(shù)以及對農(nóng)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀和展望，供讀者參考。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)機械故障； 診斷技術(shù)； 農(nóng)業(yè)現(xiàn)狀及展望

一、農(nóng)業(yè)故障診斷技術(shù)研究現(xiàn)狀

農(nóng)業(yè)機械故障的診斷在現(xiàn)代化的機械診斷中一般采用的是計算機的信號處理技術(shù)，由于大型農(nóng)業(yè)機械過于復(fù)雜，機械故障診斷技術(shù)已經(jīng)逐漸成為一門科學。農(nóng)業(yè)機械故障的診斷現(xiàn)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(xiàn)狀

通用技術(shù)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(shù)，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(nèi)的相關(guān)大學也開設(shè)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(shù)領(lǐng)域的研究已經(jīng)取得了重要的進展。

2.農(nóng)業(yè)技術(shù)的診斷和現(xiàn)狀

農(nóng)業(yè)機械診斷方面在國內(nèi)也有大量的專業(yè)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(tǒng)，這個系統(tǒng)有著很好的穩(wěn)定性。陳芳通過研究對農(nóng)業(yè)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(fā)生時信號變化的信息。這些都對中國農(nóng)業(yè)技術(shù)故障診斷分析做出了巨大的貢獻。

3.狀態(tài)檢測技術(shù)現(xiàn)狀

在設(shè)備關(guān)鍵區(qū)域安裝故障自診斷系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以檢測設(shè)備是否發(fā)生故障，通過傳感器顯示的數(shù)值來確定機械故障的錯誤代碼，也可以根據(jù)檢測部位來確定故障產(chǎn)生的位置。這個系統(tǒng)最早應(yīng)用在汽車尾氣的檢測中，后來發(fā)展到汽車剎車系統(tǒng)、車門、氣囊等部件的檢測中。現(xiàn)今被用在了農(nóng)業(yè)機械中，使其精確度大幅度提高。

二、機械故障診斷技術(shù)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(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)系統(tǒng)，對于故障預(yù)警方面也有獨有的檢測方法。下面介紹一下與農(nóng)業(yè)機械故障有關(guān)的故障診斷方法。

1.時域故障分析診斷技術(shù)

時域故障分析診斷技術(shù)，主要在農(nóng)業(yè)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(shù)

頻域信號是將時域信號進行快速傅里葉變換轉(zhuǎn)化而來，得到故障特征的分析方法。如當齒輪發(fā)生斷裂時，表面的振動信號就會發(fā)生相應(yīng)的變化，通過檢測這些變化的頻率我們就能夠預(yù)測故障的產(chǎn)生和發(fā)展。頻域故障處理技術(shù)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(shù)

當機械發(fā)生故障后，運行信號會發(fā)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(guān)函數(shù)和功率譜、統(tǒng)計量的時變函數(shù)才能判斷故障。通常采用信號的聯(lián)合函數(shù)來進行表達和分析。

三、對農(nóng)業(yè)機械技術(shù)未來發(fā)展的展望

1. 通過將通用機械領(lǐng)域的故障診斷方法沿用到農(nóng)業(yè)機械領(lǐng)域，這樣可以根據(jù)振動信號來分析和診斷農(nóng)業(yè)機械的故障。此外，許多現(xiàn)在的信息技術(shù)，例如信號處理技術(shù)、控制技術(shù)、計算機技術(shù)等都是基于基礎(chǔ)震動特征提取故障技術(shù)。因此，這些高科技技術(shù)都可以應(yīng)用到農(nóng)業(yè)機械領(lǐng)域之中。在未來，農(nóng)業(yè)機械的技術(shù)很更加的成熟、穩(wěn)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(xiàn)代智能化技術(shù)將在農(nóng)業(yè)機械中得到應(yīng)用。未來農(nóng)業(yè)機械會應(yīng)用更加智能的故障診斷系統(tǒng)，會出現(xiàn)針對農(nóng)業(yè)機械的專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊邏輯和遺傳算法。未來會有更多新的理論引入到農(nóng)業(yè)機械故障的診斷之中，使得智能診斷系統(tǒng)更加的完善，故障診斷技術(shù)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(shù)在實際應(yīng)用中不斷融洽。多種診斷技術(shù)可以從各個方面進行診斷。農(nóng)業(yè)技術(shù)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(nóng)業(yè)機械的故障診斷變得更加簡單。

四、結(jié)語

隨著我國農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，科學技術(shù)不斷進步，農(nóng)業(yè)機械化的使用水平也在逐步提高，這使得農(nóng)業(yè)機械的故障診斷面臨更加嚴峻的挑戰(zhàn)。現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機械化對農(nóng)業(yè)機械使用過程中的故障預(yù)警及故障診斷提出了更高的要求，所以，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機械需要與時俱進的是農(nóng)業(yè)機械的故障診斷技術(shù)，也需要結(jié)合現(xiàn)有研究基礎(chǔ)和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展需求.。

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