基于功率谱容量维的液压阀故障诊断.pdf

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1、2013NO．2重型机械·89··故障诊断·基于功率谱容量维的液压阀故障诊断吴文兵，黄宜坚(1．福州外语外贸学院，福建福州350018；2．厦门大学信息科技学院，福建厦门361000；3．华侨大学机电工程学院，福建泉州362021)摘要：减压阀在液压系统中很容易发生故障，对减压阀进行故障诊断对于机械系统的维护有着重要意义。该文首先利用AR模获取减压阎振动时的正常信号和故障信号的AR功率谱，根据功率谱所呈现出的自相似性，分别计算了每组数据的容量维数，并由计算结果对液压系统减压阀进行故障诊断，取得了良好效果。关键词：故障诊断；减压阀；双谱切片；容量维中图分类号：TH

2、161文献标识码：A文章编号：1001—196X(2013)02—0089—05FaultdiagnosisofhydraulicvalvebasedoncapacitydimensionofARpowerspectrumwuWen—bing一HUANGYi—jian(1．FuzhouTechnicalCollegeofForeignStudiesandTrade，Fuzhou350018，China；2．SchoolofInformationScienceandEngineering，Xiamenuniversity，Xiamen361000，China；3．

3、CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，HuaqiaoUniversity，Quanzhou362021，China)Abstract：Thereliefvalveiseasytobreakdowninhydraulicsystems．Thefaultdiagnosisofthereliefvalveissignificantformaintainingthemechanicalsystem．BymeansofARmodel，theARpowerspectrumofnormalandfaultsignalsfrom

4、thevibrationofthereliefvalvewasacquiredrespectively．Accordingtotheself-similarityofthepowerspectrum，thecapacitydimensionofeachsetofdatawascalculatedinanexperiment．Thefaultdiagnosisofreliefvalvewasimplementedaccordingtothecalculatedresult．Thediagnosisaccuracyissatisfactory．Keywords：fa

5、ultdiagnosis；reliefvalve；bi—spectralslice；capacitydimension0前言1减压阀液压回路系统大自然中存在的不规则的物体，可能存在不实验研究的减压阀为先导式减压阀。油液经同尺度上的相似性，称为自相似性。自相似性就液压泵至主油路，液压泵排出油液的最大压力由是局部与整体相似，局部中又有相似的局部。本溢流阀根据主油路的需要来调节。当液压缸需要文通过建立AR模型，获取正常状态和故障状态的压力要比液压泵的供油压力低时，这时可在油下信号的AR功率谱，再根据其自相似性，采用路中串上一减压阀来进行减压，减压阀可保证减分别计算其容

6、量维数的方法来进行故障诊断。压后压力恒定。减压阀数据采集系统如图1所示。当减压阀进出油口有异物，压力偏高或偏低都会影响到减压阀的正常运行，为了获取减压阀收稿日期：2012—09—26；修订日期：2012—12—15作者简介：国家自然科学基金(50975098)在故障状态下的运行信号，本文进行的实验特设作者简介：吴文兵，(1968一)，男，福州外语外贸学院教师置了在减压阀进油I=I和出油口同时加西3mln铁博士，副教授。芯的故障，通过实验可以近似模拟减压阀工作故·90·重型机械2012N0．2障状况。图2信号流图Fig．2Flowchartofsignal4容量维

7、图1减压阀数据采集系统具有某种自相似性的图形或集合称为分形。Fig．1Dataacquisitionsystemofreliefvalve大自然中存在的不规则的物体，可能存在不同尺度上的相似性，称为自相似性。自相似性就是局部与整体相似，局部中又有相似的局部，每一小2数据采集与动态测试程序局部中包含的细节并不比整体所包含的少，不断振动信号的采集和处理使用的软件虚拟仪器重复的无穷嵌套，不仅包括严格的几何相似性，软件开发工具LabVIEW_2]。利用LabVIEW及还包括通过大量的统计而呈现出的自相似性。为PCI-6014的数据采集卡和一个加速度传感器，依了解决这类物

8、体的维数计算，发展了计算