談數(shù)字化處理與檢測(cè)技術(shù)在電氣領(lǐng)域的研究論文
一、 數(shù)字化處理技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化中的應(yīng)用特點(diǎn)
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字化處理技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域也越來(lái)越廣泛，尤其是在電氣工程自動(dòng)化領(lǐng)域，更是具有其獨(dú)特的特點(diǎn)如下：
1、數(shù)字化處理技術(shù)具有可靠性。數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展是以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與高端的智能化電氣系統(tǒng)為基礎(chǔ)的，所以，應(yīng)用數(shù)字化可以減少對(duì)其他傳統(tǒng)設(shè)備的使用，操作更加簡(jiǎn)便，而且具有較高的準(zhǔn)確率，同時(shí)，數(shù)字化互感器與光纖的應(yīng)用，更能夠有效的提高電氣自動(dòng)化應(yīng)用中的安全。數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化，可以將模擬技術(shù)轉(zhuǎn)化為數(shù)字技術(shù)，而且數(shù)字技術(shù)中的技術(shù)含量更高，在市場(chǎng)中占有更大的比例，具有較好的平衡性，明確定位性，具有良好的市場(chǎng)發(fā)展前景。
2、數(shù)字化處理技術(shù)具有較高的性價(jià)比。應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)，可以有效的保證設(shè)備自動(dòng)運(yùn)行，檢查、診斷等，而且具有很強(qiáng)的通信能力，豐富的信息資料，同時(shí)，數(shù)字化技術(shù)還具有智能化的特點(diǎn)，在應(yīng)用中有統(tǒng)一的高標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，清晰的結(jié)構(gòu)，在保證質(zhì)量的基礎(chǔ)上為企業(yè)節(jié)約了大量的成本。此外，開(kāi)放性的數(shù)字化系統(tǒng)更能夠?yàn)殡姎夤こ套詣?dòng)化方面在應(yīng)用和技術(shù)更新中提供基礎(chǔ)條件。這種技術(shù)為數(shù)據(jù)信息的共享，電氣工程自動(dòng)化的高效率使用提供了可能。
例如，在使用儀器進(jìn)行樣品分析時(shí)，可以進(jìn)行測(cè)試、樣品分析定位，在線數(shù)據(jù)分析和結(jié)果評(píng)估；以便在輸入數(shù)據(jù)與輸出分析結(jié)果時(shí)進(jìn)行控制，提高操作效率，保證服務(wù)質(zhì)量；還能與多項(xiàng)技術(shù)、多種機(jī)器設(shè)備之間進(jìn)行連接使用，技術(shù)之間的串聯(lián)運(yùn)用，對(duì)于分析復(fù)雜的電氣自動(dòng)化方面的問(wèn)題處理更加有效，計(jì)算結(jié)果會(huì)更加精確，并用更加優(yōu)化的處理方式進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析。數(shù)字化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化中的應(yīng)用，產(chǎn)生了優(yōu)質(zhì)的性價(jià)比。
3、數(shù)字化處理技術(shù)具有強(qiáng)大的可操作性。因?yàn)閿?shù)字化技術(shù)的發(fā)展都是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的，所以，在操作方面都具有間接性，只要輸入相應(yīng)的操作指令和程序，設(shè)備就會(huì)自動(dòng)開(kāi)始運(yùn)行，而且，本身也具有對(duì)指令的判斷能力和辨析能力，通過(guò)傳輸設(shè)備。
例如，光纜、電纜、互聯(lián)網(wǎng)等介質(zhì)進(jìn)行信息傳遞，同時(shí)，數(shù)字化技術(shù)自身還具有邏輯分析能力，能夠自動(dòng)化的進(jìn)行信息數(shù)量、準(zhǔn)確度的校正，降低成本的消耗，而且還保證了安全性。此外，數(shù)字化平臺(tái)的開(kāi)放性也帶來(lái)了操作代碼的標(biāo)準(zhǔn)化，有效的提高了程序的使用率，縮減了程序的編寫(xiě)時(shí)間；與此同時(shí)，計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)，如windows等，也開(kāi)始了語(yǔ)言，操作代碼的標(biāo)準(zhǔn)化與統(tǒng)一化，由于個(gè)人計(jì)算機(jī)的控制系統(tǒng)具有靈活性，吸引了大批的用戶使用和喜愛(ài)。
從這些方面可以看出，計(jì)算機(jī)技術(shù)帶領(lǐng)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向已經(jīng)趨向于電子商務(wù)，無(wú)論是管理，還是在電氣工程自動(dòng)化內(nèi)部的存儲(chǔ)應(yīng)用，每個(gè)環(huán)節(jié)都實(shí)現(xiàn)了數(shù)字控制，并在此基礎(chǔ)上應(yīng)用微電子技術(shù)及其處理設(shè)備，完善了電氣工程自動(dòng)化的應(yīng)用環(huán)境，數(shù)字化技術(shù)的地位也是越來(lái)越重要。
二、數(shù)字處理技術(shù)在電氣自動(dòng)化設(shè)備檢測(cè)中的應(yīng)用
通過(guò)信號(hào)處理，能夠抑止干擾、保留或增加有用的信號(hào)，提煉信號(hào)特征，從中獲得與故障相關(guān)的征兆，利用征兆進(jìn)行故障診斷。時(shí)域分析、快速傅立葉變換頻域分析、小波分析、小波包分析等信號(hào)處理提取技術(shù)的發(fā)展為電氣設(shè)備的檢測(cè)診斷提供了前提條件。
利用小波變換的多分辨率性質(zhì)，基于信號(hào)和隨機(jī)噪聲在小波變換域中不同的模極大值系數(shù)特征，提取信號(hào)和噪聲在多尺度分辨空間中的波形特征，而且根據(jù)表征該特征的小波系數(shù)模極大值傳播特性的不同，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)波形的有效檢測(cè)。小波分析能準(zhǔn)確的反映故障發(fā)生的時(shí)間、位置等信息，并能對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)有效的狀態(tài)檢測(cè)和故障診斷。
三、電氣設(shè)備檢側(cè)技術(shù)的發(fā)展方向
1、電氣設(shè)備檢測(cè)的信息融合技術(shù)發(fā)展
在電氣設(shè)備檢測(cè)中引入多傳感器與數(shù)字化信息融合技術(shù)，首先是可以拓寬信息來(lái)源渠道，其次是可以改善信息處理的質(zhì)量，提高診斷的準(zhǔn)確性，以便對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)有整體的、全面的了解。這種技術(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)是能夠提高測(cè)量抗干擾的能力，因?yàn)椴煌膫鞲衅鲗?duì)干擾的反映靈敏度不同，盡管在某些傳感器中可能存在比較強(qiáng)的干擾信號(hào)，但是當(dāng)與其他對(duì)電磁干擾反映不靈敏的傳感器信息進(jìn)行融合之后，就可以剔除其中所包含的干擾信號(hào)分量。
2、基于虛擬信號(hào)技術(shù)的發(fā)展
虛擬儀器技術(shù)是當(dāng)前測(cè)試與控制領(lǐng)域技術(shù)的研究熱點(diǎn)，它是以計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，以軟件為核心的自然科學(xué)信息測(cè)試、分析、存儲(chǔ)、傳輸與控制系統(tǒng)。通過(guò)虛擬技術(shù)，系統(tǒng)的界面更加形象逼真，具有良好的可視性和交互性，可以明了的表現(xiàn)電氣系統(tǒng)的狀態(tài)。
3、遠(yuǎn)程電氣信號(hào)檢測(cè)和網(wǎng)絡(luò)化跟蹤
隨著分布式計(jì)算技術(shù)、大型數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、面向?qū)ο蟮能浖夹g(shù)和寬帶數(shù)字通信技術(shù)的長(zhǎng)足發(fā)展，基于因特網(wǎng)的電氣設(shè)備故障檢測(cè)將成為現(xiàn)實(shí)，將設(shè)備診斷技術(shù)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，采集設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備故障的早期診斷和及時(shí)維修。遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和診斷可實(shí)現(xiàn)全國(guó)范圍內(nèi)的診斷知識(shí)與數(shù)據(jù)共享，遠(yuǎn)程協(xié)作診斷以因特網(wǎng)為橋梁，必將在時(shí)間和空間上縮短電力設(shè)備和診斷專家的距離。
4、基于人工智能的信號(hào)數(shù)字化檢測(cè)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)
所謂的人工智能是以模型化的計(jì)算機(jī)來(lái)代替人的思維方式解決問(wèn)題的一種方法。專家系統(tǒng)實(shí)際上是人工智能計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)，通過(guò)匯集和管理不同來(lái)源的眾多專家知識(shí)，用仿人類專家推理過(guò)程的.計(jì)算機(jī)模型來(lái)解決現(xiàn)實(shí)生活中某些復(fù)雜的重要問(wèn)題，而目前專家系統(tǒng)的問(wèn)題是缺乏有效的診斷知識(shí)表達(dá)、不確定性的知識(shí)推理及知識(shí)獲取困難；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的興起開(kāi)辟了一條嶄新的途徑，它是由大量處理單元互連而成的網(wǎng)絡(luò)，是在現(xiàn)代神經(jīng)生物學(xué)和認(rèn)知科學(xué)對(duì)人類信息處理研究成果的基礎(chǔ)上提出的，具有很強(qiáng)的自適應(yīng)能力、學(xué)習(xí)能力、并行能力、容錯(cuò)能力和魯棒性，從而可以代替復(fù)雜耗時(shí)的傳統(tǒng)算法，使信號(hào)處理過(guò)程更接近人類思維活動(dòng)；狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷中經(jīng)常用模糊的自然語(yǔ)言來(lái)說(shuō)明狀態(tài)的特征，為了準(zhǔn)確有效的判斷具有模糊征兆的狀態(tài)，必須用模糊集合的概念對(duì)其是否屬于某個(gè)狀態(tài)的原因進(jìn)行描述，特別對(duì)于一些征兆與狀態(tài)之間無(wú)法確定的數(shù)學(xué)模型的復(fù)雜的機(jī)械系統(tǒng)，只有在獲取系統(tǒng)狀態(tài)的綜合效應(yīng)、積累維修經(jīng)驗(yàn)和集中專家意見(jiàn)的前提下，用模糊的方法進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)控。
5、開(kāi)放式電氣信號(hào)數(shù)字化故障診斷系統(tǒng)
開(kāi)放式電氣信號(hào)數(shù)字化故障診斷系統(tǒng)是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接的遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的故障診斷系統(tǒng)有著本質(zhì)的區(qū)別。傳統(tǒng)的故障診斷系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)是封閉或半封閉的，其構(gòu)造和輸入都需要設(shè)計(jì)人員來(lái)修改，而遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)的知識(shí)庫(kù)必須是基于Web數(shù)據(jù)庫(kù)的開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)者只需完成一個(gè)簡(jiǎn)單的系統(tǒng)框架，知識(shí)庫(kù)的填充是在系統(tǒng)的維護(hù)與使用過(guò)程中不斷充實(shí)的，從而使整個(gè)系統(tǒng)具有靈活性，可擴(kuò)展性。
6、基于數(shù)字化的壽命周期成本管理
實(shí)行狀態(tài)檢測(cè)的最終目的就是為了提高經(jīng)濟(jì)效益和降低生產(chǎn)成本，當(dāng)電氣設(shè)備運(yùn)行到一定的年限，設(shè)備的檢修費(fèi)用可能會(huì)高于重新配置設(shè)備的費(fèi)用，這與狀態(tài)檢測(cè)的初衷是相悖的。而基于設(shè)備壽命周期費(fèi)用管理就是以設(shè)備在整個(gè)壽命周期內(nèi)所花費(fèi)的總費(fèi)用為評(píng)價(jià)指標(biāo)，比僅僅根據(jù)檢測(cè)診斷、壽命預(yù)測(cè)、可靠性分析進(jìn)行狀態(tài)檢修更加合瑾，更符合所追求的目標(biāo)，基于這種方法的狀態(tài)檢修決策要同時(shí)考慮本次檢修和本次檢修對(duì)設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行效率和成本的影響，從而提出更加切合實(shí)際的維修、更新措施。
結(jié)束語(yǔ)：
通過(guò)以上對(duì)于電氣設(shè)備檢側(cè)技術(shù)發(fā)展方向的分析，我們可以進(jìn)一步明確，信號(hào)數(shù)字化應(yīng)用于電氣檢測(cè)的各個(gè)領(lǐng)域。從多方面來(lái)講，電氣信號(hào)數(shù)字化檢測(cè)是今后發(fā)展的方向。我們應(yīng)該從理論與實(shí)踐上進(jìn)一步推進(jìn)電氣設(shè)備檢測(cè)技術(shù)的不斷發(fā)展，為企業(yè)提供良好的技術(shù)保障。
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