液压系统故障诊断方法综述

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1、液压系统故障诊断方法综述黎明(201000089)机械工程学院摘要：该文分析了液压系统故障诊断技术发展的3个阶段，并综述了各阶段的诊断方法及特点。根据各种故障诊断方法的应用现状，提出了混介稗能诊断方法和多学科技术相融合是今后液床系统故障诊断的发展趋势。关键字：液压系统；故障诊断;智能诊断现代企业设备系统具有大型化、复杂化、智能化的特点，然而由于液压设备发生故障导致无法正常生产的情况比比皆是，这不仅容易造成事故的发生和人员伤亡，而口给企业带来了严重的经济损失［1］。m,人们对液压设备故障诊断的要求愈來愈强烈。我们通當所说的故障是指系统所出现的一些异常现象。根据故障发

2、生的部位，可以把故障划分为被控过程的元器件故障、执行器故障、传感器故障，以及控制器的软件、硬件故障等。［2-4］山于液压系统是机、电、液耦合的复杂系统，系统的故障也是由以上各方而凶索综合影响的一个复杂问题。而且由于液压系统中的工作介质和液压元件都是在封闭的油路内工作，这也给液压系统的故障诊断带来了一定的困难。止是因为液压故障互相耦合的复杂性，人们把液压控制理论、信息理论和电子技术、传感器技术以及识别技术等互相结合起來，创立了很多新的液压故障诊断方法。冋顾液压系统故障诊断技术的发展，大致经历了3个发展阶段:基于人的主观诊断法、基于数学模型与信息处理的诊断法和基于御能

3、技术的诊断法［5］。1・基于人的主观诊断法基于人的主观诊断法主要是依靠简单的诊断仪器,凭借领域专家的实践经验,判断故障的部位和原因，并提出相应的排除方法。这种方法又被称为简易诊断方法，它是设备维修部门普遍采用的方法，可以通过看、听、摸、闻、阅、问等方式,简单定性地判断液压系统工作的实际状况是否出现异常。基于人的主观诊断法主要包括系统分析法、参数测量法、方框图分析法、鱼刺图分析法等［1,6］。其中，系统分析法是从液压系统的角度出发，根据液压系统的故障现象，以系统原理图作为指示,通过分析故障现象，确定故障所属冋路，再确定发生故障的部件和元件，使故障分析和检查工作范围逐

4、步缩小，以达到快速诊断和及时排除故障的目的；［7］参数测量法是通过检测液压系统的主要工作参数量，找出系统中工作参数值与设备正常工况值不符合的液压元件，从而判断故障的所在;方框图分析法是根据故障现象，罗列出可能发生这种故障的所有原因，然后根据现场实际工况,逐步找出故障原因；鱼刺图分析法是一种因果关系分析法,根据液压设备出现的故障进行分析，找出故障的主要因素，这种方法既能较快地找出故障主次原因，乂能积累排除故障的经验［8］。总Z,基于人的主观诊断法只能对简单液压设备故障进行定性判断与决策，对于复杂液压设备，仅仅依靠个别专家的经验和知识是无法对故障进行准确定位与判断的。

5、2.基于数学模型与信息处理的诊断法随着诊断理论、传感器技术的发展，其他领域成熟的诊断方法也很快在液压领域中应用开來，逐步形成了基于数学模型与信息处理的诊断法。这种诊断方法是用一定的数学手段描述系统某些可测量特征量在幅值、相位、频率及相关性上与故障源Z间的联系，然后通过测量、分析、处理这些信号,来判断故障源所在［9,10］o基于数学模型与信息处理的故障诊断方法通常有状态估计方法、参数估计方法、频谱分析法、小波分析法等［11］。状态估计方法的基本思想是:亜构被控过程的状态，通过可测变量比较构成残差序列，再构造适当的模型并用统计检验法，从残差序列中把故障检测出来。因此,

6、这种方法要求系统可观测或部分观测，通常用各种状态观测器或滤波器进行状态估计。参数估计方法与状态估计方法不同，不需要计算残差序列，而是根据参数变化的统计特性来检测故障的发生。液压系统工作状态的参数主要是工作压力与温度，以及系统的流量和泵组功率等，系统工作过程中出现的任何问题直接或间接与这儿个参数有关，因此根据液压系统工作状态参数來诊断系统故障是可行的。振动、噪声等是液压系统在运行过程中所发牛的必然现彖，捉取这些信号并进行频谱分析，根据待检谱与正常吋的标准谱Z间的差异也可确定故障的部位、程度、类别和原因。小波分析法是利用可检测信号的奇异性（对于随机信号则是频率结构的突

7、变）的特点来实现故障诊断［12］。因为噪声的小波变换的模极大值随看尺度的增大迅速衰减，而信号的小波变换在突变点的模极人值随着尺度的增人而增人（或由于噪声的影响而缓慢衰减），即噪声Lipschitz指数处处都远小于零，而信号在突变点的Lipschitz指数大于零（或由于噪声的影响而等于模小于的负数），所以，可以用连续小波变换区分信号突变和噪声,剩下的就对应于系统故障。3•基于智能技术的诊断法液压故障的多样性、突发性、成因的复杂性和进行故障诊断所需要的知识对领域专家实践经验和诊断策略的依赖，使研制智能化的液压故障诊断系统成为当前的趋势。智能诊断技术在知识层次上实现了辨

8、证逻辑Ai