摘要
远程故障诊断是在二十世纪九十年代中期随着Internet技术的迅猛发展而出现的新兴研究领域，并显示出强盛的生命力。发展远程故障诊断技术是积极利用互联网资源、提高生产效率和降低企业成本的有效途径。
数字信号处理技术始终是进行故障诊断的核心，特别是现代数字信号处理技术的出现和发展，使故障诊断步入了新的春天。论文针对传统Fourier变换只能在频域上对稳定信号进行分析的不足，探讨了利用小波变换进行非平稳信号分析的算法和应用，并在两者之间做了比较。展示了离散正交小波变换的Mallat快速算法和小波包系数分解的快速算法；重点应用Daubeches小波探讨了小波变换在信号滤波去噪中的应用和实验，阐述了其基本原理和通过阈值化处理实现滤波的具体方法；探讨了用小波变换进行故障特征提取的原理，说明了小波变换模极大值和信号突变点之间的关系以及怎样用李氏指数来表征突变点的性质。针对小波变换分析复杂非线性机械系统时表现出的力不从心，又尝试探讨了分形理论在故障诊断领域中的应用，讨论了分形维数的概念、物理意义和应用，并通过滚动轴承和发动机燃烧振动信号的分析例示探讨和展示了应用分形方法进行故障诊断的方法和过程。
网络通讯技术的发展为实现远程业务提供了基础，分布式技术、基于构件的可重用技术以及面向对象的封装技术则为远程系统的实现提供了软件基础。论文结合远程故障诊断系统研究的现状，在对现有互联网应用技术分析甄别的基础之上，提出了利用Windows分布式网络互连应用体系(Windows DNA)架构远程故障诊断信号处理系统的方案，指出基于Windows DNA的远程诊断信号处理系统由于其良好的分布式架构思想、开放性、可扩展性以及良好的环境适应性等特点必将对远程故障诊断系统的进一步研究发挥积极的作用。本文详细介绍了分布式计算环境和分布式技术，阐述了Windows DNA技术所能提供的服务和功能；探讨了利用Windows DNA创建远程信号处理系统的可行性，提出了利用Windows DNA技术架构远程诊断信号处理系统的具体方法，展示了系统具有的组成结构，并说明了系统的网络安全性等问题。
Remote fault diagnosis starts a new research field with the perfection of Internet technology from the middle of 1990's, and shows its prosperous future. Developing remote fault diagnosis is the effective approach to making good use of Internet resources, improving production efficiency and lowering enterprise costs.
Digital signal processing(DSP) is the core of fault diagnosis technology, especially, which has been brought into a completely new Spring with the development of modern DSP. The algorithm and application to unstationary signal analysis are distussed with wavelet transform in order to overcome defect of Fourier transform only applied to stationary signal analysis on frequency domain. Some comparisons are made between them. Fast algorithms of both discrete and orthonormal wavelet and wavelet packet coefficient are diagrammatized to be introduced. Daubechies wavelet is applied to help to discuss the application and test on signal filtering and noise reduction with the principle and threshold implementation; The basic principle to pickup the fault characteristics is introduced mainly about the relations between the maximum module and signal saltation point and how to characterize the saltation point with Lipschitz exponent. The fractal theory application to fault diagnosis is tried in order to overcome the defec
t of wavelet transform to nonlinear signal analysis and complicated machine diagnosis, including the concept, function and application about fractal dimension and the process of applying it to analyze the libration signal of rolling bearing and engine burning.
Development of networking makes good hardware foundation for the remote technology, and distributed idea, component-based reusable technology and object-oriented encapsulation make good software foundation for creating network application system. According to the present research of remote diagnostic system, analyzed the various Internet applications, proposed the framework-based on Windows Distributed interNet Application(Windows DNA) which caters to the overlord marketing of Windows platform in the world. And this framework would develop his great function in the remote field because of its distribution, opening, scalability and good adaptability. The concept and technology of distributed computing environment are introduced in detail, followed by the introduction of service and function which Windows DNA provides. The feasibility of applying Windows DNA to remote fault diagnostic system is discussed and afterwards showed its construction in detail, network security plus.
引文
[1] Richard C. Leinecker. COM+ Unleashed. Macmillan Computer Publishing U.S.A, 2000.8
[2] M Scott, et al. Frameworks for component-based Client/Server Computing. ACM Computing Surveys, 1998. 31(1)
[3] S.G. Mallat. Characterization of Signals From Multiscales Edges. NYU, Computer Science Tech. Report, 1991.
[4] I. Daubechies. Ten Lectures on Wavelet. Capital City Press, 1992.
[5] S. Mallat, W. L. Hwang. Singularity Detection and Processing with Wavelets. IEEE Trans. Inform. Theory, 38(2), 1992.
[6] Daubechies I. Ortho-normal bases of compactly supported wavelet. Comm. Pure and Apple Math, 1988.41:909-990
[7] David Loan, Joseph Mathew. Using the correlation dimension for vibration fault diagnostics of rolling element bearing. Mechanical System and Signal Processing,1996.10(3):241-264
[8] Gilbert G Walter. Discrete Wavelet. SIAMJ. MATH. ANAL, Vol23, No 5, 1004～1014
[9] Olivier Rioul, Pierre Duhamel, Fast algorithms for discrete and continuous wavelet transform. IEEE Trans. on Information Theory, 1992.38(2):569～585
[10] Martin Vetterli, Cormac Herley, Wavelet and filter banks: Theory and Design, IEEE Trans. On Signal Processing. 1992.50(9):2207～2231
[11] Mandelbrot B B, The Fractal Geometry of Nature. W H Freeman, San Francisco, 1982
[12] Microsoft Development Network. Microsoft Corporation, 2000
[13] Bahman Samimy, Giorgio Rizzoni. Mechanical signature analysis using time-frequency signal processing: application to internal combustion engine knock detection. Proceedings of the IEEE, vol 84, No 9,1996.Sep:1330～1343
[14] Y Meyer. Wavelets algorithms & applications. Society for Industrial and Applied Mathematics. Philadeopha, 1993
[15] Lewis M, Ress D C. Fractal surface dimensions of proteins. Physical, 1985.17D
[16] D Hong. The stoke knowledge-based fault diagnosis for engine vehivle and special topics. ASME, 1989
[17] 周青龙编著．故障诊断与监控．北京：兵器工业出版社
[18] 陈进．信号处理在机械设备故障诊断中的应用，振动与冲击，1999年第18卷第3期
[19] 周又玲，小波变换在热分析信号处理中的应用．华东理工大学学报，1999．12 Vol．25，No．6
[20] 石博强，申焱华．机械故障诊断的分形方法——理论与实践．冶金工业出版社，2001．3，第1版
[21] 凌永明：World Wide Web与Client/Server计算技术，上海科技出版社，1998
[22] 彭玉华，小波变换与工程应用．科学出版社，1999年第1版
[23] 李建平，唐远炎．小波分析方法的应用．重庆大学出版社，1999年月第1版
[24] 黎洪生．基于因特网的远程故障诊断技术与系统研究．[华中科技大学博士学位论文]．武汉：华中科技大学，2000年
[25] 陶运锋。远程监测与故障诊断实现技术研究．[武汉理工大学硕士学位论文]．武汉：武汉理工大学，2001年
[26] 王柏，王红熳，邹华．分布计算环境．北京邮电大学出版社，2000年8月第1版
[27] 卢文祥，杜润生．机械工程测试信息信号处理．华中理工大学出版社，1990
[28] 裴峻峰，等．机械故障诊断技术．石油大学出版社，1997
[29] 李知践． 基于Internet的远程故障诊断技术研究．[武汉理工大学硕士学位论文]．武汉：武汉理工大学，2000年
[30] 樊建春，路家斌，等．面向对象的磨损形态分析系统．计算机工程与应用，航空工艺技术，1999年第1期
[31] 张济忠．分形．北京：清华大学出版社，1995
[32] [美]洛伦兹 E N．混沌的本质．北京：气象出版社，1997
[33] 刘式达，刘式适．分形和分维引论．北京：气象出版社，1994
[34] 汪富泉，李后强．分形——大自然的艺术构造．山东教育出版社，1995
[35] 耿中行，屈梁生．小波包的频移算法与振动信号处理．机械工程学报，1997．9(2)
[36] 陈涛，屈梁生，小波分析及其在机械诊断中的应用．机械工程学报，1997．33(3)
[37] 徐金梧，徐科．小波变换在滚动轴承故障诊断中的应用．机械工程学报，1997．33(4)
[38] 张文明．滚动轴承故障诊断中的分形．北京：机械工业出版社，1997年
[39] 姜建东．混沌与分形动力学在机械故障诊断中的应用试探．中国工机械，1998．9(7)
[40] 廖明．时间序列分形特征的判别，北京：北京科技大学学报，1999(5)
[41] 杨文平．KTA50汽车发动机振动信号分析及其故障诊断技术研究．[学位论文]．辽宁：东北大学出版社
[42] 朱兆勋．电站自动化系统监控技术研究，[武汉理工大学硕士学位论文]．武汉：武汉理工大学，2001年
[43] 张贤达，保铮．非平稳信号分析与处理．北京：国防工业出版社，1998
[44] 顾冠群，汪芸．分布处理技术的现状和展望．世界科技研究与发展，21(3)，8～12
[45] 汪芸．CORBA技术及其应用．东南大学出版社
[46] 郭长国，刘江宁，邹鹏．基于CORBA事件服务的主动服务技术研究与实现．国防科技大学学报，21(4)，1999．p83-86
[47] [美]Joseph L. Weber. Java2编程详解(Jpecial edition using Java 2)．北京：电子工业出版社，1999
[48] 木林森，高峰霞，罗丽虹，等．Visual C++6.0使用与开发．清华大学出版社，1998年12月第1版
[49] 钱苏翔，杨勇，钟秉林．分布式故障诊断智能代理体系的研究．Vol．17．No．3．2000．
[50] 张金玉，张优云，谢友柏．大型回转机械智能综合诊断处理支持中心的研究．中国工程机械，Vol．10．No．Apr．1999．
[51] 张彦铎，姜兴渭．故障诊断系统中分布式计算的研究和实现．微机系统，No．1．Feb．2000．
[52] 舒赜，徐晓丽，贾民平，钟秉林等．大型旋转机械远程故障诊断系统RMRDS的研制．Vol．21，No．6，1999．12
[53] Mickey Williams著．VC++6.0 24小时学习教程．康博工作室译．机械工业出版社，1999年1月第1版
[54] R.Otte P.Patriek M.Roy著．CORBA教程．李师贤等译．清华大学出版社，1999年10月第1版
[55] 黎洪生，何岭松，史铁林，杨叔子等．基于B／S的远程故障诊断专家系统研究．武汉理工大学学报，1999．21(4)：39～41
[56] 黎洪生，何岭松，史铁林，杨叔子．基于因特网远程故障诊断系统架构．华中理工大学学报，2000．28(3)：13～15
[57] 黎洪生、刘俊刚，等．基于多Agent的远程故障诊断系统(IRDS)架构研究．计算机应用，2001年第8期
[58] 黎洪生、刘俊刚，等．利用JSP技术开发远程故障诊断系统(1RMDS)的应用研究．工业控制计算机，2001年第6期
[59] 刘俊刚、黎洪生．基于Web计算的远程故障诊断研究．微型机与应用，2001年第10期
[60] 季立明，王太勇．基于Internet的远程监测诊断系统的设计与实现．微型电脑应用，16(3)，2000，9-12
[61] 谢红，CORBA安全服务研究．计算机工程与应用，1999．36(1)：3～5
[62] 伦卿卿等．COM的可重用性机器存在的问题．计算机科学，1999．26(11)；45～48
[63] 朱鹏等．CORBA与RMI在构造分布式程序中的对比研究．计算机科学，1999．26(7)：33～36
[64] 周涛等．WWW上的信息挖掘技术及其实现．计算机研究与发展，1999．36(8)
[65] 秦树人等．一项具国际先进水平的小波理论应用成果．中国机械工程，1999．10
[66] 秦树人．工程信号小波分析仪系统的研究．中国机械工程，1999
[67] 朱延功，高学山，刘嵩，等．利用小波分析进行焊缝位置识别．哈尔滨工业大学学报，Vol．33，No．3，2001．6