基于包络谱和SVM的柱塞泵负荷状态识别.pdf

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1、第l2期机械设计与制造2015年l2月MachineryDesign&Manufacture237基于包络谱和SVM的柱塞泵负荷状态识别王鹏飞，王新晴，高天宇，李艳峰(解放军理工大学，江苏南京210007)摘要：柱塞泵是液压系统的关键部件，对其运行过程中的负荷状态进行监测和识别非常重要。由于在柱塞泵运行过程中，受振动机理复杂，环境干扰等因素的影响，柱塞泵的负荷状态识别比较困难。根据柱塞泵负荷状态发生改变时，振动信号能量会重新分布的特点，通过Hilbert变换对信号进行解调，根据包络谱上供油频率及其倍频处的峰值构造特征向量，最后，采用SVM对柱塞泵负荷状态进行识别，并与BP

2、神经网络方法进行对比。试验结果表明，基于包络谱构造的特征向量能够有效反映柱塞泵的负荷状态，采用SVM对柱塞泵负荷状态进行识别能够获得比较好的结果。关键词：包络谱；SVM；柱塞泵；负荷状态中图分类号：TH16；TP206．3文献标识码：A文章编号：1001—3997(2015)12—0237—03TheRecognitionofPistonPump’SLoadConditionBasedonEnvelopSpectrumandSVMWANGPeng-fei，WANGXin—qing，GAOTian—yu，LIYan-feng(PLAUniversityofSciencean

3、dTechnology，JiangsuNanjing210007，China)Abstract：Asakeycomponentofthehydraulicpowers~tem，pistonpumpmustbereliableandsafeduringitswo~ingprocess，SOitisnecessarytomonitorandrecognizethepistonpump’Sloadcondition．Duetocomplicatedvibrationandharshenvironmentaldisturbance，themcognitionofpistonpum

4、p’Sloadconditionisveryhard．Whenthepistonpump’8loadconditionchanges，thedistributionofvibrationsignalspowerwouldchangesimultaneously．AnewmethodbasedonenvelopspectrumandSVMisproposedtomonitorandrecognizethepistonpump’Sloadcondition．Firstly，thevibration~gnolWO$demodulatedbyus．ingHilberttransf

5、ormation．thenavector傩establishedbyusingthepeakvalueatthefirstfewadjacentharmonicpointsofvibrationenvelopspectrum，atlast，thepistonpump’SloadconditionisrecognizedbySVM．TheexperimentalresultsdemonstratethattheproposedalgorithmCanrecognizethepistonpump’Sloadconditionwithhigherprecisionandreli

6、ability．KeyWords：EnvelopSpeetrum；SVM；PistonPump；LoadCondition在供油频率及其倍频处都会出现比较明显的峰值，这些包络谱具I引言有很大的相似性和随机性，仅仅通过观察，很难对柱塞泵的运行与其他类型的液压泵相比，柱塞泵具有工作压力高、流量状态进行比较准确的判别圈。针对上述问题，对试验采集到得柱塞大、变量方便等优点，这使其在工程机械、冶金、机床和航空工业泵端盖中心处振动信号进行包络分析，将信号包络谱上供油频率等方面得到广泛应用Ill。柱塞泵作为液压系统重要的动力元件，其及其倍频处处的幅值进行处理，构造能够反映柱塞泵负荷状态

7、的运行状态对整个液压系统的可靠性和安全性有着重要的影响。由特征向量，最后通．-t3：~tl练好的SVM模型对柱塞泵的负荷状态进于柱塞泵结构复杂，存在柱塞副、配流副、滑靴与斜盘副三个主要行识别，取得了比较满意的结果。摩擦副，运行过程中振源较多121，此外，受油液可压缩、流固耦合等因素影响，柱塞泵的振动机理非常复杂，反映其运行状态的特征2包络谱分析和支持向量机原理信号往往比较微弱，容易被强烈的干扰淹没，采用常规信号处理2．1包络谱分析方法难以有效地提取出柱塞泵的特征信息，因而很难对柱塞泵柱塞泵在运行的过程中，振动的能量以高频共振的