本发明专利技术提供一种系统故障诊断分析装置的设计方法，解决了现有的故障分析装置需要针对不同种类的系统，开发对应的软硬件设计和相关方案，开发过程繁琐，从而增加了研发时间和成本的问题。系统故障诊断分析装置的设计方法通过合理添加传感器，开发数据传输模块，建立可靠的通讯链路，进行分析仪软硬件开发，从而基于远程通讯技术实现对各类故障诊断方法的验证和实时运行，且可根据工作性能对分析仪软硬件资源进行维护与拓展。件资源进行维护与拓展。件资源进行维护与拓展。
【技术实现步骤摘要】
一种系统故障诊断分析装置的设计方法
[0001]本专利技术涉及装置开发
，具体涉及一种系统故障诊断分析装置的设计方法。
技术介绍
[0002]进入新世纪以来，大量结构复杂和集成度较高的动态系统与设备被广泛应用到生产活动和衣食住行等领域中。在给现代生产生活带来了极大便利的同时，这些系统和设备的可靠和安全性也受到越来越多的关注。一些与人联系紧密的系统或设备，例如汽车、飞机、船舶等，如在运行中发生故障，可能造成使用者人身和财产上难以挽回的严重损失；而近年来工业流程中的复杂系统也出现了多起严重事故，造成了重大的损失和恶劣的社会影响。因此，开发对应的可提供实时故障诊断分析功能的装置有着巨大的现实意义。
[0003]现有技术对故障诊断分析装置的设计方案多种多样，但这些装置往往是针对某种特定的对象系统及特定的故障诊断分析方法设计的，可迁移性较差，一旦对象系统或分析方法发生变化，就可能需要对设计好的软硬件方案做重大调整，从而导致极大的时间和资源浪费；而如果能通过一套通用性的硬件装置设计结合对具体诊断分析系统的设置与参数调整，将大大降低实时故障诊断分析装置的开发与维护成本，实现这类平台的标准化开发与设计。同时，现有方案的软硬件及通讯资源往往是针对系统中已有和事先确定的传感器及执行机构设计的，可拓展性较差，而近年来以相机、声传感器等为代表的非接触式传感器对于故障诊断分析对系统状态的获取与分析能力有很大的提升作用，而若要在现有方案对应装置中加入这些非接触式传感器则会面临较大的困难；而如果能设计一套结构开放的故障诊断分析装置，实现在硬件上、通讯链路和软件上的可拓展性和灵活性，将能在故障诊断分析装置及其目标系统中较为便捷的将这些传感器布设到指定位置并将其采集的信息用于故障诊断分析装置中实时运行的相关算法中，从实现较好的拓展和包容性。另外，现有方案主要关注于故障诊断算法的实时运行，而对于一些工作环境变化较大，结构复杂的系统，其对应的故障诊断算法也较为复杂，如果这些算法未经实时验证而在运行中出现失效的情况，将导致巨大的潜在风险；而结合故障注入技术，对这些方法进行在线的验证与性能分析，可进一步确认其有效性和可靠性，尤其是针对某些使用者特别关注的故障的应对能力，甚至可以实现对多种算法在线执行性能的比较评估，从而实现基于实时性能评估的最优故障诊断方案的选择。
技术实现思路
[0004]有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种系统故障诊断分析装置的设计方法，解决了现有的故障分析装置需要针对不同种类的系统，开发对应的软硬件设计和相关方案，开发过程繁琐，从而增加了研发时间和成本的问题。
[0005]本专利技术一实施例提供的一种系统故障诊断分析装置的设计方法包括：基于系统现有传感器和现有执行机构判断是否需要添加额外传感器，若需要添加所述额外传感器，则
添加所述额外传感器；
[0006]对开发数据传输模块的结构进行设计，并基于所述用户需求对所述数据传输模块进行开发；
[0007]基于数据传输模块的布设位置分析网络通讯品质，基于所述网络通讯品质确定网络通讯方式，基于所述网络通讯方式建立通信传输链路；
[0008]基于系统、故障诊断算法和外界影响因素进行硬件选择，以开发分析仪；
[0009]配置相关开发平台及套件，基于软件模块结构和各子模块的设计方案进行所述分析仪的整体软件设计；
[0010]基于添加的所述额外传感器、开发的所述数据传输模块、建立的所述通讯传输链路、开发的所述分析仪设计所述系统故障诊断分析装置。
[0011]在一种实施方式中，所述基于系统现有传感器和现有执行机构判断是否需要添加额外传感器，若需要添加所述额外传感器，则添加所述额外传感器的步骤包括：
[0012]对系统结构进行分析得到所述现有传感器和所述现有执行机构；
[0013]基于故障诊断需求分析所述现有传感器是否满足需求，若否，在系统的预设位置处添加所述额外传感器。
[0014]在一种实施方式中，所述对开发数据传输模块的结构进行设计，并基于所述用户需求对所述数据传输模块进行开发的步骤包括：
[0015]对所述数据传输模块的整体结构进行设计，并基于用户需求对所述数据传输模块中的相关模块的器件进行选择；
[0016]基于所述数据传输模块的整体结构和选择的所述器件对电路板进行设计、印制、焊接及调试；
[0017]基于所述现有传感器、所述现有执行机构及所述额外传感器进行测试以确定是否达到设计需求。
[0018]在一种实施方式中，所述基于数据传输模块的布设位置分析网络通讯品质，基于所述网络通讯品质确定网络通讯方式，基于所述网络通讯方式建立通信传输链路的步骤包括：
[0019]对系统的空间结构及空间中的网络通信品质进行分析，并测试所述数据传输模块与所述分析仪之间的无线传输品质，基于测试后的结果判断是否需要采用有线与无线混合的通讯方式；若否，则采用无线通讯方式；若是，则添加无线路由器仪建立无线与有线通讯方式相结合的传输链路。
[0020]在一种实施方式中，所述基于系统、故障诊断算法和外界影响因素进行硬件选择，以开发分析仪的步骤包括：
[0021]基于系统及故障诊断算法对硬件平台性能需求进行分析；
[0022]基于外界影响因素得到所述分析仪的硬件方案。
[0023]在一种实施方式中，在所述配置相关开发平台及套件，基于软件模块结构和各子模块的设计方案进行所述分析仪的整体软件设计的步骤之后，还包括：调试和验证所述分析仪的整体软件。
[0024]在一种实施方式中，所述调试和验证所述分析仪的整体软件的步骤包括：
[0025]基于离线数据对软件的各部分功能进行验证；
[0026]若验证无误，在所述数据传输模块与电脑间建立网络通讯，并基于所述数据传输模块采集的实际数据和发送的实际控制信号，测试软件是否工作正常；
[0027]若软件工作正常，将所述电脑上的软件移植到所述分析仪对应的工控计算机上，并将所述数据传输模块与所述系统的所述现有传感器、所述现有执行机构及所述额外传感器相连；
[0028]基于搭建的所述数据通讯链路对软件工作状态进行总体测试，并判断软件和硬件是否工作正常；
[0029]若软件和硬件均工作正常，则发布软件版本。
[0030]在一种实施方式中，所述基于添加的所述额外传感器、开发的所述数据传输模块、建立的所述通讯传输链路、开发的所述分析仪设计所述系统故障诊断分析装置的步骤之后，还包括：维护和拓展所述分析仪的软件和硬件。
[0031]在一种实施方式中，所述维护和拓展所述分析仪的软件的步骤包括；
[0032]在所述分析仪的软件中增加新增算法的接口，并导入算法库及对应参数文件；
[0033]对所述分析仪的软件进行调试以确认扩展是否合适。
[0034]在一种实施方式中，所述维护和拓展所述分析仪的硬件的步骤包括；
[0035]将新增传感器布设在所述系统的预设位置，并将所述新增传感器与所述数本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种系统故障诊断分析装置的设计方法，其特征在于，包括：基于系统现有传感器和现有执行机构判断是否需要添加额外传感器，若需要添加所述额外传感器，则添加所述额外传感器；对开发数据传输模块的结构进行设计，并基于所述用户需求对所述数据传输模块进行开发；基于数据传输模块的布设位置分析网络通讯品质，基于所述网络通讯品质确定网络通讯方式，基于所述网络通讯方式建立通信传输链路；基于系统、故障诊断算法和外界影响因素进行硬件选择，以开发分析仪；配置相关开发平台及套件，基于软件模块结构和各子模块的设计方案进行所述分析仪的整体软件设计；基于添加的所述额外传感器、开发的所述数据传输模块、建立的所述通讯传输链路、开发的所述分析仪设计所述系统故障诊断分析装置。2.根据权利要求1所述的系统故障诊断分析装置的设计方法，其特征在于，所述基于系统现有传感器和现有执行机构判断是否需要添加额外传感器，若需要添加所述额外传感器，则添加所述额外传感器的步骤包括：对系统结构进行分析得到所述现有传感器和所述现有执行机构；基于故障诊断需求分析所述现有传感器是否满足需求，若否，在系统的预设位置处添加所述额外传感器。3.根据权利要求1所述的系统故障诊断分析装置的设计方法，其特征在于，所述对开发数据传输模块的结构进行设计，并基于所述用户需求对所述数据传输模块进行开发的步骤包括：对所述数据传输模块的整体结构进行设计，并基于用户需求对所述数据传输模块中的相关模块的器件进行选择；基于所述数据传输模块的整体结构和选择的所述器件对电路板进行设计、印制、焊接及调试；基于所述现有传感器、所述现有执行机构及所述额外传感器进行测试以确定是否达到设计需求。4.根据权利要求1所述的系统故障诊断分析装置的设计方法，其特征在于，所述基于数据传输模块的布设位置分析网络通讯品质，基于所述网络通讯品质确定网络通讯方式，基于所述网络通讯方式建立通信传输链路的步骤包括：对系统的空间结构及空间中的网络通信品质进行分析，并测试所述数据传输模块与所述分析仪之间的无线传输品质，基于测试后的结果判断是否需要采用有线与无线混合的通讯方式；若否，则采用无线通讯方式；若是，则添加无线路由器仪建立无线与有线通...
【专利技术属性】
技术研发人员：何潇，陈勖，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：
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