浅析粒子滤波和自回归谱的液压泵故障诊断

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1、学兔兔www.xuetutu.com第33卷第3期仪器仪表学报V0l_33No．32012年3月ChineseJournalofScientificInstrumentMar．2012基于粒子滤波和自回归谱的液压泵故障诊断米刘玉娇，姚恩涛，徐红专(1南京航空航天大学自动化学院南京210016；2航空机电系统综合航空科技重点实验室南京211106)摘要：针对飞机轴向柱塞式液压泵的工作状态监控问题，提出了一种基于液压泵振动信号分析处理的故障诊断新方法。通过对加速度传感器的原始数据序列进行信号建模，利用

2、粒子数优化后的粒子滤波算法进行降噪；根据滤波后信号的自回归谱提取特征值，结合液压泵的故障机理分析其工作状态，实现对液压泵的故障分析和诊断。实验及仿真结果表明，粒子滤波可有效跟随原始信号并滤除噪声干扰，基于粒子滤波和白回归谱的液压泵故障诊断方法能有效地提取故障特征值，实现故障诊断和识别。关键词：液压泵；粒子滤波；自回归谱；故障诊断中图分类号：V233．91文献标识码：A国家标准学科分类代码：590．99Faultdiagnosisofhydraulicpumpbasedonparticlefilte

3、ringandaut0regressiVespectrumLiuYujiao，YaoEntao，XuHongzhuan(JCollegeofAutomationEngineering，NangUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nang210016，China；2AviationKeyLaboratoryofScienceandTechnologyonAeroElectromechanicalSystemIntegration，Nang211106，Chi

4、na)Abstract：Aimingatthemonitoringproblemofrunningstateofaxialplungerpumpusedonsomeairplanes，anewfaultdiagnosticmethodbasedonanalyzingandprocessingthevibrationsignalsofhydraulicpumpshellwaspresen—ted．Throughmodelingtheoriginaldatasequenceobtainedwithac

5、celerometers，usingoptimizedparticlefilteringtoreducenoise，extractingtheeigenvalueoftheautoregressivespectralofthefilteredsignalsandanalyzingtheworkingconditionsofthehydraulicpumpaccordingtoitsworkingprinciple，thefaultanalysisanddiagnosisofhydraulicpum

6、pareachieved．Thestudyshowsthatparticlefilteringcaneffectivelyfollowtheoriginalsignalandfilteroutnoisejamming；andtheproposedfaultdiagnosismethodcaneffectivelyextractthefaultcharacteristicvalueandachievefaultdiagnosisandidentification．Keywords：hydraulic

7、pump；particlefiltering；autoregressivespectrum；faultdiagnosis泵在专用试验台上检查，费时费力，又易损坏部件。因1引言此，改善液压系统的检测技术，实现液压泵的在线监测和故障诊断是非常有意义的。液压泵是飞机液压系统的心脏，对其工作状态进行由于液压泵结构封闭，各种故障特征信息难于直监测和故障诊断至关重要。据有关调查表明，全机发生接获取，给液压泵的故障诊断带来了极大的困难。泵壳故障的总数中，液压系统的故障约占40％，在等级严重体的振动信号包含丰富的

8、故障信息，对其进行多个域的的事故中，约有15％～20％是由液压系统故障引起的。综合分析，通过特征参数的变化趋势可以识别各故障是判断飞机上的液压泵能否使用，通常的办法是卸下液压否发生。国内一些高校在利用飞机液压泵振动信号分收稿13期：2011-09ReceivedDate：2011-09基金项目：航空科学基金(2010ZC09003)资助项目学兔兔www.xuetutu.com562仪器仪表学报第33卷析液压泵的工作状态方面做了相关研究。文献[3]首次从加速度计上测得的信号Y(t)，