复杂装备系统中普遍存在着间歇故障问题,带来严重的费用负担和安全风险。随着诊断技术的发展和测试性工程的推广,间歇故障问题越来越受到订购、设计、试验、使用部门的重视。作为间歇故障的主要来源之一,电连接器间歇故障难复现、难测试、难诊断。本文在部委级预研项目和国家自然科学基金项目的支持下,针对电连接器间歇故障诊断维修周期长、代价高的问题,深入分析电连接器间歇故障的机理和影响,系统研究单端测试条件下电连接器间歇故障诊断的关键技术问题。论文的主要研究内容包括:1.间歇故障的参数体系和形式化模型针对间歇故障概念内涵不清的问题,分析间歇故障的内涵,对间歇故障进行严格定义,阐明间歇故障的一般性机理,并给出间歇故障的演化规律。然后通过分析间歇故障的行为特征,构建了包含14个时域和统计域指标、能充分刻画间歇故障特征的参数体系。针对现有间歇故障模型难以全面反映间歇故障动态行为特征的问题,提出条件性随机Petri网(Conditional Stochastic Petri Net,CSPN)的构造方法,构建基于CSPN的间歇故障形式化模型,并基于该模型求解间歇故障参数。2.振动应力对接触电阻(Electrical Contact Resistance,ECR)的影响分析(1)通过构建电连接器的动力学模型,分析接触界面相对位移的变化,借此阐明动态ECR的形成。针对动态ECR中的测量噪声问题,提出基于小波包变换(Wavelet Package Transform,WPT)的选带降噪方法,该方法可滤除从低频到高频的噪声。(2)分析研究了振动环境中正常电连接器ECR的动态特性,对不同针之间的ECR作正态性检验,并分析得到早期接触状态的电阻变化规律,ECR的谐振特性和不同振动应力参数对ECR统计指标的影响规律,以及不同退化状态下电连接器的ECR特性。进一步研究了振动环境中故障电连接器间断的动态特性,通过评估和比较间歇故障参数,分析振动应力参数对间断的影响规律,以及采样频率对间断检测的影响。(3)通过构建基于GW(Greenwood-Williamson)接触模型的ECR模型,结合电连接器动力学模型,分析阐明电接触动态特性的机理。3.接触电阻对信号传输的影响分析针对电接触在传输高速信号时的复杂传输特性问题,构建了单个斑点接触电路模型、粗糙表面接触电路模型,在此基础上构建了电连接器在传输通路中的电路模型。在此基础上,为获知电连接器接触电阻对传输信号时域波形的影响,分别基于电报方程和二端口网络分析阻抗匹配时和阻抗不匹配时接触电阻对信号传输的影响,从而得到以接触电阻为参数的传递函数和时域输出解。为提取单端测试条件下电连接器故障特征,通过引入插入损耗,构建了不同端口阻抗匹配情况的插入损耗增量(Insertion Loss Increment,ILI)模型,并分析给出ILI,也即故障特征的测量方法。4.电连接器间歇故障诊断和工作状态评估方法针对单端测试条件下的电连接器间歇故障诊断问题,根据接触电阻对传输信号时域波形的影响,分析确定ECR故障阈值,然后根据ILI模型,确定相应的ILI故障阈值,并进一步分析研究信号码元随机性对ILI测量的影响和消除的方法,在此基础上,提出基于ILI的电连接器间歇故障诊断方法。为评估电连接器的工作状态,对于单一检测过程,综合考虑间歇故障烈度、次数和持续时长,提出基于累积插入损耗增量的评估方法,而对于具有长期综合应力作用的情形,综合考虑故障次数和持续时长,提出基于神经网络-CSPN模型的评估方法。最后从定性和定量两方面,验证了单端测试条件下电连接器间歇故障诊断方法的有效性。总之,论文理清间歇故障的内涵、定义,构建参数体系和形式化模型,深入分析振动应力对ECR的影响和ECR对信号传输的影响,提出单端测试条件下的电连接器间歇故障诊断方法和工作状态评估方法,从而科学地解决了目前电连接器间歇故障难诊断的工程技术难题,具有重要的学术和工程应用价值。