1问题的提出大型离心式注水泵机组在油田有着广泛的应用，主要用于油井的注水，保证油田原油生产的顺利进行，而机组振动故障是影响注水泵正常生产的主要问题。过去，主要靠技术人员的经验或测量温度、压力等参数对故障进行分析和判断，但对注水泵机组振动这样原因复杂、因素众多的问题，常常难以奏效。另外，注水泵故障种类繁多，故障信号提供的信息有限，这也给诊断带来了一定难度。利用专家系统，对注水泵进行自动诊断则是解决这个问题的有效途径之一。

　　专家系统是一种“基于知识”的人工智能诊断系统，它的实质是应用大量人类专家的知识和推理方法求解复杂实际问题的一种人工智能计算机程序。专家系统能够模拟、再现、保存和复制有时还能超过人类专家的脑力劳动，它是人工智能领域中目前活跃、成功的一个分支。

　　本文以大庆油田采油十厂6DF100-150X11型注水泵机组为例，研究基于振动信号的故障自动诊断技术及相应的诊断系统（）。

　　2信号的采集诊断模型结构简图信号是故障的载体采集到的信号是否准确，是否具有典型性与代表性是后续分析处理的基础。

　　对测点的选取应根据国际标准ISO2372并参照国家、部级颁布标准，用尽量少的测点拾取尽量多的信息，并且对测量参数敏感。其布置应尽可能靠近待测部位，避免信号的衰减、畸变或传递受阻。同时在确定测点位置时，不仅要考虑结构构件的刚度、机械导纳大小等因素，还应考虑传感器安装和拆卸的方便及安装方向尽量一致2.根据上述原则，采集注水泵机组振动信号时布置17个测点，基田立柱等：离心式注水泵故障自动诊断技术及系统的研究本上可以检测泵机组整体的振动情况，其测点布置如所示。

　　3故障特征参量的自动提取1经实践证明，在确定注水泵特征参量时应遵循高度敏感性、高度可靠性和实用性（或可实现性）的原则。

　　一般，特征参量可分为时域参量和频域参量，时域参量包括大值、小值、平均值、峰峰值、平均值、均方值、方差值、三次矩、四次矩、波形指标、裕度指标、峰值指标、峭度系数、偏态系数和脉冲指标等，频域参量包括倍频、叶片通过频率的幅值等，但这些参量对注水泵诊断并不是都有效，必须根据实际情况加以选择计算。

　　经对多组数据进行对比计算，确定以频域倍频幅值、叶片通过频率的幅值、时域的峰值指标和均值为主，时域的波形指标、脉冲系数为辅，综合、全面地考虑。为自动提取特征参量的流程。

　　A―泵端的数据文件；B―泵滑动轴承文件；C一泵体文件；D―电机滑动轴承特征参量提取流程复合知识库|4 41复合知识库的定义对于注水泵故障诊断系统，知识库是必不可少的，它用于存储诊断注水泵故障所必需的各种知识。与传统数据库不同，根据注水泵的特点，提出一种新的知识库形式，即复合知识库。

　　复合知识库的提出是与注水泵的结构及诊断特点相一致的。注水泵机组故障种类繁多，但故障形式确定，因此，若按传统专家系统的结构进行处理，需要处理的数据量非常大，对计算机的配置要求高，内存与硬盘之间数据交换频繁，计算速度大受影响。而利用复合知识库的构造诊断系统，则能有效地避免上述不足，而且能够极大地提高诊断效率。

　　42复合知识库的特点（1）复合知识库具有传统专家系统知识库的特点，其知识表示清晰明确、简单易懂且易于修改和扩充。

　　（2）复合知识库进行了数据库和普通知识库的复合，结构紧凑，存储空间小，便于数据的存取。

　　（3）利用复合知识库建立诊断系统，操作简单适于自动处理，便于建立动态诊断标准。

　　43复合知识库的数据结构复合知识库的结构应与注水泵的结构相对应，注水泵机组按其结构和故障特点可分为17个部分。从知识库的可扩充性和通用性考虑，将知识库划分为26级，除上述17级以外，将泵体测点多添加9级。

　　知识库每一级包含诊断数据、方法、标准及结果。以诊断标准及结果为例，由C++语言表示如下。

　　43.2符号说明Filename为数据文件名；Func为功能符号；Funcname为功能符号名称；Func-y为诊断标准一*；Func-x为诊断标准二；叫咖为测点名称；如油为诊断结果石油学报复合知识库的数据结构各部分层次清晰，既节省了存储空间，又避免了数据间的频繁交互，提高了效率。

　　5推理机在诊断时，应确定推理机。推理机实际上是组织控制机构，它根据当前输入的信息数据（设备的症状及其物理特征参数）利用知识库的知识、按一定的推理策略进行推理分析，解决用户对系统提出的特定要求（如故障部位、发展趋势、性质及处理方法等）4.考虑两个论域即故障论域其中各兀素vi的隶属度，uv.组成模糊向量（子集）B和症状论域其中各兀素X.的隶属度匕。组成模糊向量（子集）A两论域之间显然存在着某种模糊关系。例如，某一故障将引起若干强弱不同的症状，而某一症状也表征着若干个故障的存在。这个模糊关系可通过隶属度来表示，可定义症状X.相应于故障V.的隶属度：v（x/），它们组成了论域U和V之间的模糊关系矩阵如果已知模糊关系矩阵R和模糊向量A，就可求得模糊向量B.这就是多因素综合评判：：=R°A虞和济，侯广琳，等。故障诊断的专家系统丨M.北京：冶金工业出版社，1991徐小力，徐勇，王信义。大型离心泵在额定工况下的机械动特性研究。水泵技术，1998 7-田立柱。注水泵故障诊断系统的初步研究。北京：石油大学，2000吴今培。模糊诊断理论及其应用。北京：科学技术出版社，1995（200006-26改回日期2000027编辑张君娥）