基于模糊Petri网的摊铺机液压调平系统故障诊断.pdf

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1、第23卷第1期山东交通学院学报V0I．23No．12015年3月JOURNALOFSHANDONGJIAOTONGUNIVERSITYMar．2015DOI：10．3969／j．issn．1672-0032．2015．o1．015基于模糊Petri网的摊铺机液压调平系统故障诊断张超，晁鹏军，张接信(1．长安大学工程机械学院，陕西西安710064；2．天津一汽丰田汽车有限公司，天津300457)摘要：以SP120摊铺机的液压调平系统作为研究对象，分析该系统的故障形式及其原因，提出基于模糊Petfi网的摊铺机液压调平系统的故障诊断方法，用模糊Petfi网表示液压调平系

2、统故障诊断知识，建立模糊Petfi网故障诊断推理模型，并利用基于图形搜索的模糊Petfi网推理算法对其进行故障的推理和诊断，验证该算法的可行性，该方法应用于诊断工程机械液压系统故障是准确有效的。关键词：模糊Petfi网；故障诊断；推理模型；摊铺机；液压调平系统中图分类号：U415．52；TH137文献标志码：A文章编号：1672-0032(2015)01-0073-05沥青摊铺机是一种将拌制好的沥青混合料按照一定的宽度、厚度、压实度、平整度和工作速度要求，均匀的铺设在修建好的路面基层上，供压路机进一步碾压成型的筑路机械J。随着我国公路交通事业日新月异的发展，对沥青

3、路面的使用性能有了更高的质量要求，进而也对沥青摊铺机的性能、精度尤其是其液压调平系统提出了更高的要求。摊铺机熨平板的液压调平系统作为摊铺机的一个重要特征，是影响摊铺路面平整度的最关键的系统，其一旦出现故障，将严重影响摊铺路面的质量，从而影响整个工程项目的进展，引起重大损失。因此，及时地进行沥青摊铺机液压调平系统故障诊断和维护工作，不仅可以大大减少系统的故障发生率，节约运行成本，还可以提高设备的运转效率、可靠性和安全性，对于促进基础设施建设、加快国民经济发展具有重要意义。1模糊Petri网模型Petri网是由德国科学家CarlAdamPetri于1962年提出的，它

4、是一种有严格的数学定义，并且用网状图形表示系统模型的方法。由于Petfi网具有异步、并发的特性，故常用于描述系统的动态行为]，目前已广泛应用于计算机科学、网络通讯、自动控制、柔性制造系统(FMS)等领域_5]。在实际的复杂系统里，影响因素往往复杂多变，使得故障诊断过程更加复杂艰难，具有很强的模糊性和不确定性，而Petri网只能处理精确知识，对此类带有不确定性、模糊知识的问题无法进行准确的分析。为此，引入模糊数学中的理论，将模糊数学中的方法与Petri网相互融合，提出基于模糊Petri网的液压系统故障诊断方法。该方法既充分考虑到系统故障的发生概率、发生程度和发生部位

5、的模糊性，又极好地利用了Petri网推理问题严密、表达能力强的优点，是对大型复杂系统的可靠性与安全性进行分析推理的有效工具。1．1模糊Petri网的定义通用的模糊Petri网(FPⅣ)定义为1个8元组表达式为FPN=P，T，D，l，O，Ot，8，式中P={P1，P2，⋯⋯，P}是一个库所有限集合；T={t，t2，⋯⋯，t}是一个变迁的有限集合；PnT=；D={d，d：，⋯，d}是一个命题的有限集合；，：P一{0，1}为输人函数，表示从库所到变迁的映射。若I(p，t)=1，则表示P与t之间有联系；若I(p，t)=0，则表示P与t之间无联系；0：P一{0，1}为输出函

6、收稿日期：2014—12—03作者简介：张超(1988一)，女，天津人，硕士研究生，主要研究方向为制造过程故障诊断技术74山东交通学院学报2015年3月第23卷数，表示从变迁到库所的映射。若O(t，P)：1，则表示t与P之间有联系；若O(t，P)=0，则表示t与P之间无联系=T---~[0，1]为变迁的可信度函数，表示从变迁至一个0～1的实数的映射；O／=P一[0，1]为P的一个关联函数，表示从库所至一个0—1的实数映射；=P—D为P的关联函数，表示从库所P集合至命题集合的映射。1．2模糊产生式规则模糊产生式规则，即以模糊关系式表示的故障征兆和故障原因，是针对具有

7、不确定性、带有模糊性、不精确知识的一种常用的描述方法。其主要包括3种基本类型：类型1：IFP1ANDP2AND⋯⋯ANDPTHENP(CF=IX)；类型2：IFP；THENPlANDP2AND⋯⋯ANDP(CF=IX)；类型3：IFP1ORP2OR⋯⋯ORPTHENP(CF=IX)；式中P。，P：，⋯⋯，P，P；为模糊命题，肛为模糊规则的置信度(CF)。应用模糊Petri网表示模糊产生式时，将规则的前提和结论都当作Petri网中的库所，上述3种类型产生式规则的模糊Petri网表示如图1所示。a)规则类型1的模糊Petri网表示b)规则类型2的模糊Petri网表示c

8、)规则类型