学科前沿之故障诊断

摘要：古往今来，没有哪件事是一蹴而就的。同样科学研究也是如此，人类每次文明的进步，都离不开科学家们付出的心血。故障诊断通过对系统运行状态和异常情况作出判断，并根据诊断作出判断，为系统故障恢复提供依据。本文通过探究故障诊断的前沿研究来更好的把握未来的发展方向，从而对自己的研究领域有更深层次的了解。

关键词：故障诊断;学科前沿;专业领域;发展方向

0 引言

古语有云，天下难事，必作于易;天下大事，必作于细。作为当代研究生，应当志存高远，树立远大理想，争取为自己的研究领域里添砖加瓦。

1 学科和专业的定义和区别

在我们进入这个领域之前，首先就要明确好两个概念，那就是专业和学科的概念。专业，一般指高校或中等专业学校根据社会分工需要而划分的学业门类。学科，是科学知识体系的分类，不同的学科就是不同的科学知识体系。在这里我们可以深度剖析下学科和专业的一些区别。首先我们从学科和专业的构成来看，构成一门独立学科的基本要素主要有三点，分别是：研究的对象或研究的领域，即独特的、不可替代的研究对象;理论体系，即特有的概念、原理、命题、规律等所构成的严密的逻辑化的知识系统;方法论，即学科知识的生产方式。而专业的构成要素主要包括：专业培养目标、课程体系和专业人员。其次学科与专业所追求的目标也是不同的，学科发展的目标是知识的发现和创新，学科以知识形态的成果服务于社会，一般称之为科研成果，科研成果又可分为科学型和技术型两种。专业的目标是为社会培养各级各类专门人才。学科与专业目标的区别表明两者之间具有不可替代性。我们也可以采用更加通俗的说法，学科就指的是所学专业归属于哪一大类，哪一类大学科，而专业是学科下面的进一步细分，如控制科学与工程下面有控制理论与控制工程，检测技术与自动化装置，系统工程，模式识别与智能系统导航，制导与控制等专业。甚至有时候专业会综合多个学科的课程。

2 前沿研究的划分

当我们找到了自己喜欢的专业领域的时候，我们就应该努力学习专业知识，这样才能为以后的研究打下坚实的基础。首先需要我们先来回答什么是前沿研究，什么不是前沿研究的问题，然后我们再来确定自己要去研究什么内容。前沿研究顾名思义就是当今这个研究领域的最新研究成果和方向。前沿，就是有超前思路的科研。与之相反，创新性不足，算法复杂，效率不高的研究就不是前沿研究了。

3 寻找学科前沿的方法

这里可以介绍一个我个人觉得找自己领域研究前沿的方法，去Web of Science或者CNKI 搜索关键词，分析结果，看看大部分文章发表的时间，如果都是近几年的话，应该是比较前沿的。或者综述类文献也是非常有用的，搜索一篇被引比较多比较新的综述，其中的内容足够你了解现在的大致形势了，如果连综述都没有的话，原因一是你检索的不对，二就是真的非常前沿了。如果综述动辄几十篇，那应该不是前沿课题了。

4 目前故障诊断应用的研究热点

为了了解目前故障诊断领域的前沿研究，我自学了NoteExpress软件，通过在线检索功能，我检索了最近CNKI上面有关故障诊断的不同关键词的论文篇数，从2020年开始，有关智能故障诊断的论文大概有五十余篇，有关机器学习的故障诊断也有五十余篇，有关数据驱动的故障诊断也有五十余篇，有关网络控制系统的故障诊断六篇，由此不难看出，智能故障诊断，基于机器学习的故障诊断和基于数据驱动的故障诊断目前研究人员较多。围绕这些根本目标而进行的故障诊断技术研究正方兴未艾;同时，随着近十年来人工智能技术的迅速发展，特别是知识工程、专家系统、模糊逻辑和神经网络在诊断领域中的进一步应用，迫使人们对智能诊断问题进行更加深人与系统的研究，形成了一系列研究热点，也取得了一系列研究成果。但从分支学科的要求来看，无论是在理论体系的构建方面，还是在解决实际问题方面，故障诊断研究仍有一段艰巨的路程要走[1]。目前和今后的主要研究可归纳为以下几个方面：（l）多传感器数据融合技术;（2）在线实时故障检测算法;（3）本质非线性动态系统的诊断方法;（4）混合智能故障诊断技术;（5）基于因特网的远程协作诊断技术;（6）以故障检测及分离为核心的容错控制、监控系统和可信性系统研究[2]。

5 我的选择和研究方向

由于前沿性的创新型文献比较少，因为做的人也是刚开创出来的，方法不一定成熟，所以就要求后人去改善，不过要是做出来了就可以发高水平的文章，甚至拿国家奖。而其他好多课题，文献多，文章不一定有创新性，但是难度相对较低。因此，我要做的就是，多看文献，多思考，多观察，多研究不同观点，决不能拿来主义，跟风追求科技前沿。我特别需要做的，是应该把最基础的科研吃透。通过一步步的积累，来慢慢增强自己的专业背景。目前市面上的许多行业，像视频识别、电力故障、拥堵问题都涉及到故障诊断的应用，所以，坚持下去，增長自己的才干，未来可期。

我打算研究的方向是基于事件触发的故障诊断，工业过程常通过周期性地采样与传输信息来监控系统，然而这种传统的周期采样技术不仅会增加通信消耗，同时也会导致计算和能量资源的浪费. 在此背景下，事件触发技术被提出作为周期采样的替代和补充，所谓的事件触发是指传感或通信设备。仅在满足某些预指定的条件时才进行信息采样或传输 ，这种技术不仅可以降低计算复杂度和通信与能量消耗，同时可以提高检测精度和控制性能。目前我也正在做前期的准备工作，例如看文献，公式的推导，成果的仿真，总结汇报等等。

参考文献

[1]邱爱兵，胡贤，邱卫东，季胜蓝.基于事件触发的故障诊断与动态调节集成设计[J].控制理论与应用，2018，35（08）：1159-1166.

[2]钟麦英，刘浩，朱晓强，张璐.基于事件触发机制的故障诊断技术研究综述[J].山东科技大学学报（自然科学版），2021，40（02）：95-102.

[3]赵翔，李著信，萧德云.故障诊断技术的研究现状与发展趋势[J].机床与液压，2002（04）：3-6+133.

作者简介：唐海鹏（1996.11）男，硕士研究生在读，汉，学生，江苏如皋，湖州师范学院，基于事件触发的NCS故障检测