设备控制与故障诊断

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1、“设备控制与故障诊断”课程设计教学大纲英文名称：EquipmentsControlandFaultDiagnosis课程编号：C0DE4029学时：56（理论学时：56实验学时：0上机学时：0课外学时：168（课外学时不计入总学时））学分：2适用对象：机械工程及自动化专业先修课程：机械设计基础、机械工程测试技术、设备故障诊断使用教材及参考书：[1]何正嘉，陈进，王太勇，褚福磊编著，机械故障诊断理论及应用，北京：高等教育出版社，2010年[2]JozefKorbiczEditor,FaultDiagnosis:Models,ArtificialIntell

2、igence,Applications,SpringerVerlagBerlinHeidelberg,2004[3]屈梁生、何正嘉主编，《机械故障诊断学》，上海：上海科学技术出版社，1986年[4]张魁林主编，《数控机床故障诊断》，北京：机械工业出版社，2002年一、课程性质和目的性质：CDI0课程设计。目的：1.本课程以通用机床控制与故障诊断为题目，进行机械工程设训练，提高学生动手能力和工程实践能力；1.通过学生分组合作及设计实验的形式，逐渐培养学生的团队协助精神和创新能力。二、课程内容简介设备控制与故障诊断旨在培养学生的工程实践能力和创新精神。课程以

3、CDIO方式实施，注重理论联系实际，密切结合工程应用。理论部分着重使学生掌握设备控制的基本概念和基本原理；振动信号的监测和分析方法；模糊诊断原理、故障树分析与诊断方法、人工神经网络诊断方法、诊断推理与控制策略。实践应用部分以机床这一复杂工程系统为主要应用对象，针对其齿轮、轴承和主轴三大功能部件的各种故障特征，引导学生利用所学的信号处理和传感器相关基础知识，搭建控制与故障诊断实验台，对振动故障的机理和特征进行分析,主动控制以减小设备机械振动，以此熟悉并掌握机械设备控制与故障诊断系统的原理和常用方法。三、教学基本要求1.掌握机床、数控加工中心构成、常见故障模

4、式和现代信号处理方法。2.能够熟练使用各种传感器采集机床的振动、电流等信号，并能针对实际工程设备，设计控制及诊断系统。四、教学内容及安排第一章：设备控制与故障诊断意义介绍课程设计的目的和要求，介绍设备控制与故障诊断流程，讨论分组与分工。教学安排及教学方式教学环节学时分配课后环节（请打章节数授课实验上机讨论作业自学综合大作业其他1.12a/第二章：信号处理方法程序设计1.常见的数据处理算法。2.在学习信号分析处理基本原理的基础上，通过独立编程，并对采集的数据进行处理，进一步掌握频谱混叠和采样定理、信号调制与解调方法、简单的数字滤波方法。3.利用信号发生器、

5、数据采集卡、计算机等设备实现信号的采集、分析。教学安排及教学方式教学环节学时分配课后环节（请打章节数授课实验上机讨论作业自学综合大作业其他2.1-2.310第三章：构建虚拟测试平台1.通过独立编程，设计简单的虚拟仪器。2.在学习Labview软件的基础上，通过独立编程，设计几个简单的虚拟仪器，初步掌握虚拟仪器的特点和设计方法。3.利用信号发生器、数据采集卡、计算机及Labview软件搭建信号的虚拟测试平台。教学安排及教学方式教学环节学时分配课后环节（请打章节数授课实验上机讨论作业自学综合大作业其他3.1-3.310第四章：齿轮故障诊断平台1.采集齿轮振动

6、信号，进行信号分析与故障诊断。2.了解齿轮常见的齿面磨损，齿面点蚀，齿根裂纹，齿面胶合等故障及其特征。3.在学习信号处理方法基础上，利用常用传感器和采集设备在齿轮箱上搭建故障诊断试验台，通过独立计算，对采集的信号进行处理和分析，以了解齿轮常见故障，掌握信号处理和故障诊断方法。4.设计包括传感器布置，硬件系统搭建，信号采集、调理和分析系统在内的齿轮箱故障诊断平台。5.在所搭建的实验平台上开展齿轮故障诊断实验。教学安排及教学方式教学环节学时分配课后环节（请打章节数授课实验上机讨论作业自学综合大作业其他4.1-4.410a/第五章：轴承故障诊断平台1.采集轴承

7、振动信号，进行信号分析与故障诊断。2.了解轴承常见的磨损，座圈裂纹，塑性变形等故障及其特征。3.在学习信号处理方法基础上，利用常用传感器和采集设备搭建轴承故障诊断试验台，通过独立计算，对采集的信号进行处理和分析，以了解轴承常见故障，掌握信号处理和故障诊断方法。4.利用包括传感器布置，硬件系统搭建，信号采集、调理和分析系统在内的轴承故障诊断平台。5.在所搭建的实验平台上开展轴承故障诊断实验。教学安排及教学方式教学环节学时分配课后环节（请打“J”）章节数授课实验上机讨论作业自学综合大作业其他5.1-5.48第六章：主轴振动控制与故障诊断平台1.采集主轴振动信

8、号，进行信号分析与故障诊断。2.了解主轴常见的弯曲，裂纹和不平衡等故障及其特征。