圖1 傳感器的故障類型

 

失效故障是指傳感器測量的突然失靈
，測量值一直為某一常數;偏差故障主要是指傳感器的測量值與真實值相差某一恒定常數的一類故障，從圖中可見
，有故障的測量與無故障的測量是平行的;

 

漂移故障是指傳感器測量值與真實值的差值隨時問的增加而發生化的一類故障;

 

精度下降是指傳感器的測量能力變差
，精度變低。精度等級降低時，測量的平均值並沒有發生變化
，而是測量的方差發生變化。

 

固(gu)定(ding)偏(pian)差(cha)故(gu)障(zhang)和(he)漂(piao)移(yi)故(gu)障(zhang)都(dou)是(shi)不(bu)容(rong)易(yi)發(fa)現(xian)的(de)故(gu)障(zhang)，在(zai)故(gu)障(zhang)發(fa)生(sheng)的(de)過(guo)程(cheng)中(zhong)會(hui)引(yin)起(qi)一(yi)係(xi)列(lie)的(de)無(wu)法(fa)預(yu)計(ji)的(de)問(wen)題(ti)
，使(shi)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)長(chang)期(qi)不(bu)能(neng)正(zheng)常(chang)發(fa)揮(hui)作(zuo)用(yong)。

 

 

按傳感器故障程度的大小可分為硬故障和軟故障。

 

硬故障泛指結構損壞導致的故障，一般幅值較大
，變化突然;軟故障泛指特性的變異
，幅值較小

，變化緩慢。

 

yingguzhangyechengwanquanguzhang，wanquanguzhangshiceliangzhibusuishijibianhuaerbianhua，shizhongbaochimouyidushu。tongchangzheyihengdingzhiyibanshilinghuozhezuidadushu。guzhangceliangzhidazhishiyitiaoshuipingzhixian。

 

軟故障包括數據偏差
、漂移、jingdudengjixiajiangdeng。ruanguzhangxiangduijiaoxiao
，nanyubeifaxian，yinci，congmouzhongyiyishanglaijiang，ruanguzhangweihaibiyingguzhangweihaigengda

，qiweihaizhujianyinqilerenmendezhongshi。

 

 

按故障存在的表現可分為間歇性故障和永久性故障。

 

間歇性故障時好時壞;永久性故障失效後，不能再恢複正常。

 

 

根據故障發生、發展的進程可分為突變故障和緩變故障。

 

突變故障信號變化速率大;緩變故障信號變化速率小。

 

 

按故障原因可分為偏差故障
，衝擊故障
，開路故障，漂移故障，短路故障
，周期性幹擾，非線性死區故障。

 

 

另外，從建模、仿真的角度出發
，可分為乘性故障和加性故障。對於偏置故障，在原信號上加上一個恒定或隨機的小信號;對於衝擊幹擾，可在原信號上疊加一個脈衝信號;對於短路故障，信號接近於零;開路故障

，信號接近傳感器輸出最大值;漂移故障，信號以某一速率偏移原信號;周期性幹擾故障
，原信號上疊加某一頻率的信號。

 

 

從不同角度出發，故障診斷方法的分類不完全相同。現簡單地將故障診斷方法分為：基於解析數學模型的方法和不依賴於數學模型的方法。

 

 

根據殘差產生的形式不同，基於解析數學模型的方法可以進一步分為：參數估計法
、狀態估計法和等價空間法。

 

基於模型的故障診斷方法，是一種最早發展起來的診斷方法，同時也是一種研究
、應用最廣泛的診斷方法。

 

優(you)點(dian)是(shi)模(mo)型(xing)機(ji)理(li)清(qing)楚(chu)
，結(jie)構(gou)簡(jian)單(dan)，易(yi)實(shi)現(xian)
，易(yi)分(fen)析(xi)，可(ke)實(shi)時(shi)診(zhen)斷(duan)。在(zai)故(gu)障(zhang)診(zhen)斷(duan)領(ling)域(yu)具(ju)有(you)重(zhong)要(yao)的(de)地(di)位(wei)，在(zai)今(jin)後(hou)的(de)發(fa)展(zhan)中(zhong)依(yi)然(ran)會(hui)是(shi)傳(chuan)感(gan)器(qi)故(gu)障(zhang)診(zhen)斷(duan)方(fang)法(fa)的(de)主(zhu)要(yao)研(yan)究(jiu)方(fang)向(xiang)。

 

缺點是計算量大，係統複雜;存在建模誤差，模型的適應性差;可靠性差
，容易出現誤報、漏報等現象;外部擾動的魯棒性
，係統的噪聲和幹擾不敏感。

 

目mu前qian，這zhe種zhong診zhen斷duan方fang法fa的de研yan究jiu成cheng果guo仍reng然ran主zhu要yao集ji中zhong於yu線xian性xing係xi統tong
，對dui深shen入ru研yan究jiu非fei線xian性xing係xi統tong的de通tong用yong故gu障zhang診zhen斷duan技ji術shu具ju有you重zhong要yao的de意yi義yi，同tong時shi，魯lu棒bang性xing問wen題ti也ye具ju有you很hen高gao的de研yan究jiu價jia值zhi。表biaol介紹了模型法中一些故障診斷方法的優點和缺點。

 

表1模型法中一些故障診斷方法的優點和缺點的比較

 

 

dangqian
，kongzhixitongbiandeyuelaiyuefuza
，youyushijizhonghennanjianlikongzhixitongdejingquejiexishuxuemoxing
，dangcunzaijianmowuchashi，jiyumoxingdeguzhangzhenduanfangfajiangchuxianwubao、漏報等現象，因此不依賴於模型的故障診斷方法受到了人們的高度重視。

 

不依賴數學模型的方法的優點是不需要對象的準確模型，並且適應性強。其缺點是結構複雜，難於實現。

 

這種不依賴於係統模型的故障診斷方法可分為基於數據驅動的方法的故障診斷方法
、基於知識的故障診斷方法和基於離散事件的方法等。

 

2.1 基於數據驅動的方法

 

基於數據驅動的方法有兩大類：信號處理方法和統計方法。

 

常用的一些基於信號處理的故障診斷方法有：絕對值檢驗和趨勢檢驗，利用Kullb ack信息準則的故障檢測
，基於自適應滑動Lattice濾波器的故障檢測方法，基於信號模態估計的故障檢測方法相關分析法
、小波分析方法和信息融合方法等。

 

2.2 基於知識的方法

 

基於知識的故障診斷方法協可分為基於症狀的故障診斷方法和基於定性模型的故障診斷方法兩種。

 

2.3 基於離散事件的方法

 

基於離散事件的故障診斷方法是近年來發展起來的一種新型故障診斷方法。其基本思想是：離散事件模型的狀態既反映正常狀態，又反映係統的故障狀態。

 

表2給出了一些故障診斷方法的優點和缺點

 

隨著理論研究的進展和技術水平的不斷提高，傳感器故障診斷的研究會更趨於實用化，一些在實際中遇到的問題會逐步得到解決。