為了驗證本書所給出的基於時間序列分析加速退化試驗壽命預測方法的實用性，同時也為了確認第8章所提出的電機加速退化機理的正確性，本書對有刷直流永磁電機進行加速退化試驗技術研究。本章將從工程實用的角度出發，詳細分析產品的失效機理及對其進行加速退化試驗的可行性，介紹如何開展和實施加速退化試驗，給出試驗數據處理及建模預測的結果，從而驗證本書方法的有效性。為此，本章將主要分為測試係統及試驗方案設計、試驗數據處理及時間序列建模與壽命預測三部分進行介紹。
9.1測試係統及試驗方案設計
根據電機加速退化機理分析結果，確定電機加速退化試驗測試係統的測量指標、測量部位、測量安裝以及測量軟件，通過應力極限確認試驗結果，給出電機加速退化試驗的剖麵。
9.1.1測試係統
測試係統由電源、電動機、傳感器、電荷放大器、數據采集卡、計算機六部分組成。
測試的原理是首先由電源對電動機施加一個恒定的電壓，電動機空載狀態下運轉並產生振動，由振動傳感器測量到振動信號並轉換成電信號，電信號經過電荷放大器放大，由數據采集卡進行信號采集，最後傳輸到計算機進行數據處理。
9.1.1.1測量指標
根據電機退化機理及性能參數可測性分析，由換向器磨損所引起的係統穩態響應實則是一個簡諧振動，因此電機振動的加速度信號是直接測量的指標。
9.1.1.2測量部位
考慮到轉子是一個高速旋轉的部件，直接在轉子上安裝傳感器對其進行實時監測不太合理。而在實際電機運行過程中，轉子振動會通過主軸傳遞到軸承上，由於電機的尺寸較小，且其軸承與機殼製造為一體，其機殼的振動即為軸承的振動。所以，對電機轉子的振動監測實際上是通過對其機殼進行振動監測來實現的。
一般測定電機振動需要從軸向、水平方向、垂直方向三個方向測定，其中水平和垂直方向又稱為徑向。
徑向磨損不均勻，當轉子軸向磨損不均勻，轉子質心產生軸向偏移；當轉子徑向磨損不均勻，轉子質心產生徑向偏移。
9.1.1.3測量安裝
由於測量部位為電機的機殼，在安裝電機時，既不能將電機機殼固定於桌麵，否則電機機殼無法產生振動，也不能直接將電機放置於桌麵，否則電機的振動將使電機水平位置不穩定。
9.1.1.4測量軟件
本試驗采用美國Nl公司的LabVIEW開發平台。
（1）采樣頻率在數據采集過程中，采樣頻率必須滿足采樣定理，即為避免信號混疊以使采樣處理後仍有可能準確地恢複其原信號，采樣頻率必須大於最高頻率的2倍。
對本係統，為電荷放大器內設低通濾波器截止頻率，其值為1kHz，為最大限度抑製各種幹擾信號並確保信號采樣不失真，采樣頻率為3kHz。
（2）采樣點數數據采集過程中，必須合理設置采樣點數。采樣點數過大，勢必會增大計算量；過小則又不能反映信號的全貌。另外，為準確得到信號頻率所對應的相位、幅值，必須整周期采集被測信號，要求采樣時間長度是信號周期的整數倍。
對本係統，每隔15min采集一次，每次采集時間為1s，采樣點數為3000。
9.1.2試驗方案
9.1.2.1應力極限確認試驗
電機的失效原理為換向器磨損斷裂。
電機編號123電源電壓/V18.320.319.1
對上述3個電壓值取平均值為19.23V，因此，認為電機的破壞極限為19.23V。
9.1.2.2加速退化試驗剖麵
選取大於電機設計應力3.0V且小於電機破壞極限19.23V的6個電壓值3.5V、4V、4.5V、5V、5.5V和6V作為電機恒定應力加速退化試驗的應力水平。
9.2試驗數據處理
本節對試驗設備采集到的振動信號，通過電機振動響應信號處理及狀態特征提取，建立能夠表征電機性能狀態退化的參數。再根據性能退化參數的變化趨勢及電機失效機理，選取有效的退化數據，從而為後續的退化時間序列建模及電機壽命預測提供數據基礎。
9.2.1退化參數建立
在壽命預測領域中，適合產品狀態信號處理及提取表征狀態特征參量的方法是在通用的信號處理理論基礎上發展起來，它是一切預測工作的前提，也是各種預測方法的依據。若不能檢測和處理反映產品狀態的信息，不能提取狀態特征參數，壽命預測就無從入手。