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探讨液压系统故障诊断技术的研究现状与发展趋势

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  摘要:随着我国人工智能技术、信号处理技术以及控制理论的不断发展,液压系统故障诊断技术也得到显著更新。液压系统作为一种典型的高度非线性系统,其各回路间相互干涉,其故障机理十分复杂、多样,加之内部系统传递封闭,故障信息提取困难,大大提升液压系统故障诊断难度。因此,本文将对液压系统故障诊断技术进行简要分析,研究液压系统故障诊断技术发展趋势,以推动诊断技术进步。
  关键词:液压系统;故障诊断;研究现状;发展趋势
  引言
  当前,我国液压系统发展方向主要朝着小体积、轻质量、高压化、大功率方面发展,通过提升液压系统功能、规模、复杂度、自动化,提高液压系统安全可靠性,以避免因各种原因造成的液压系统故障问题。液压系统故障通常具有分散性、隐蔽性以及随机性、多样性等特征,因此,国内外学者在研究液压系统故障诊断中,难以进行广泛深入的探索,故而需要对液压系统故障诊断技术进行具有现实意义的重要研究,来推动液压系统工程技术领域的进步与发展。
  1液压系统故障诊断技术的研究现状
  二十世纪六十年代起,英国机器保健协会就最先对液压系统故障诊断技术进行研究,通过于液压系统中安装加速度以及压力传感器,实现液压泵故障的检测诊断。1997年又有学者采取位置输入观测器鲁棒诊断法来进行对液压系统故障的诊断研究,2003年开始采用神经网络非线性辨识法以及广义卡尔曼滤波法对液压系统进行故障的预测估计,进一步完成液压系统故障的诊断工作。而我国液压系统故障诊断虽然起步比较晚,但通过迅速的研究发展,仍在短期内取得了极大的进步。1986年有学者对液压系统故障的诊断技术及机制进行研究探索,后利用振动信号又进行了液压系统故障诊断的深入研究。在2000年通过结合人工智能与信号处理的诊断技术,实现了液压系统故障的有效诊断。应用专家系统以及神经网络、鲁棒智能检测的诊断技术进一步实现了液压系统故障诊断的全面研究。通过对液压系统故障的全面分析,提出具有现实指导意义的液压系统故障诊断原则,并证实了多步预测神经网络在诊断液压系统故障中的有效性,在故障诊断技术上取得良好的应用效果。
  2液压系统故障诊断技术的发展趋势
  近年来,液压系统故障诊断中不断有新的相关学科技术以及理论被引入,液压系统故障诊断正处于一个活跃的正待完善及发展的领域。液压系统故障诊断技术的发展趋势主要包括以下几方面。
  2.1传统方法结合新理论
  传统的诊断方法需要赋予其更新的理论内容,才能将其科学有效地应用。在对轴承损伤以及液压泵泄露而使得出现缓变小幅度故障之时,需将故障信号应用混沌分形理论进行处理。并利用系统敏感性来进行信号的二次处理,进而解决故障信号不能有效进行提取问题;经系统故障诊断后,利用模拟退火以及遗传算法在MLP神经网络算法的应用,以解决网络训练局部小、求锯难的问题。
  2.2融合多传感器信息
  液压系统由于其恶劣的工作环境,使得噪声将故障信息淹没,系统故障往往不能凭单一传感器的信息来进行诊断。因而,多源信息的综合处理融合技术将成为系统故障诊断的研究重点,此技术能够将来自液压系统的单一目标的多源信息进行智能合成,以此产生更为精准、完全的判定。比之传统信号处理方式在不同层次的信息融合上更为有效,是一种较为复杂的诊断新形式,可以有效提升故障診断的决策科学性。
  2.3融合多诊断方式
  液压系统故障诊断方式在进行诊断策略制定时需考虑到其适用范围,结合不同诊断方式优点,全面提升诊断综合性能。将专家系统同神经网络相结合,应用神经网络的网络结构以及并行处理的能力来克服传统系统推理易陷组合爆炸以及难以知识表达的情况。在网络中存储专家知识的权值,来使得专家经验能够得到充分应用。系统故障诊断中还需利用联想功能及神经网络学习功能来不断进行新规则的归纳,完善知识储存,增强故障诊断系统的适应、自学、组织、容错等功能,结合解释机制来解决神经网络故障诊断的问题。
  2.4多故障诊断
  液压故障诊断系统受液压参数以及模型、噪声的影响,其内部动力传递较为封闭,可测量参数较小。且对于单输出系统的有限测量输出,需更具其不同故障的敏感度来进行残差矢量的设计,以此达到诊断故障隔离与多故障共同诊断的目的。
  2.5远程诊断
  当前,液压系统功能、规模以及复杂度正处于一个不断提升关键阶段,液压故障诊断的难度也随之增加。远程故障诊断是在网络通信以及分布式技术基础上向着故障诊断的新方向发展。远程故障诊断通过网络系统于异地进行远程现场液压检测,依据检测数据来实现故障诊断以及预报工作。在网络环境下简历故障诊断系统,充分发挥出网络信息共享的特点,以完善故障诊断系统的功能,以克服传统诊断方法的弊端。
  3结束语
  液压系统故障在具体的诊断过程中将面临着很多实际问题,由于液压系统故障具有一定的分散性、隐蔽性以及随机性、多样性等复杂的特征,使得国内外学者在研究液压系统故障诊断中难以进行广泛深入的探索,故而,需针对实际的诊断情况,应用科学有效的诊断方式,取长补短,利用合理的诊断技术来保障液压系统故障的诊断策略顺利落实。
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