液压系统故障诊断的研究概况与发展趋势..doc

液压系统故障诊断的研究概况与发展趋势 2013-3-12 23:45:38? 来源：计测网通讯员? 点击率： 12 字号: 　　摘 要：随着现代化生产的日益大规模化、自动化，机械故障诊断越来越受到重视。该文总结了当前液压系统故障诊断技术状况和存在的问题,.介绍了故障诊断的意义与研究发展情况，进一步阐述了故障以及故障诊断的分类，最后归纳了液压系统故障诊断技术朝着虚拟化、高精度化、智能化、状态化、网络化的发展方向。 　　1引言 　　随着工业自动化的发展, 由于液压系统具有体积小、重量轻、功率大、工作平稳且可实现大范围内的无级调速等独特的优点，所以作为机械设备过程控制系统和自动化系统的执行机构，其应用日趋广泛。因此，液压设备的故障诊断技术越来越受到重视。因为它的各元件和工作液体都在封闭的油路内工作, 液压设备中只靠有限的几个压力表和流量计等来指示系统的工作状态,它的故障具有隐蔽性、多样性、不确定性和因果关系复杂性等特点,故障出现后不易查找原因。液压系统一旦发生故障,不仅导致设备受损,产品质量下降,生产线停工,而且可能危及人身安全、造成环境污染,带来巨大的经济损失。因此如何保证液压系统的正常运行,怎样及时发现故障,甚至提前发现故障的征兆,都是亟待解决的问题。 　　2液压系统故障诊断技术的现状 　　故障诊断是对液压元件与系统产生故障的原因做出分析与判断,以便找出解决问题的方法。大多液压设备比较复杂，由于各子系统，元件，部件之间相互影响，使得故障原因有时模糊不清。 　　在故障诊断技术发展过程中，美国是最早发展诊断技术的国家。1967 年，在美国宇航局(NASA)和海军研究所(ONR)的组织领导下，成立了美国机械故障预防小组 (MFPG)，开始了对设备诊断技术专题进行研究。在电力领域内，最有成效的应是美国西屋电气公司(WHEC)，随着研究的进展，设备诊断技术在欧洲国家也有了很大的发展，并在某些方面形成了自己的特色，而亚洲的日本也从 20 世纪 70 年代开始，在民用工业领域中开始故障诊断的研究，如在钢铁、化工和铁路等部门积极发展诊断技术，其基本思想是基础理论的研究和高水平的应用研究一起抓，也取得了一定的成就，建立了自己的设备监测与诊断系统，例如三菱重工研制 MHM(Machinery Health Monitoring)。 　　20 世纪70 年代末期到80 年代中期，电子技术和传感器技术被广泛地应用于机械故障诊断技术。以计算机技术为中心的现代机器故障诊断技术发展迅速。国外大型旋转机械故障诊断技术开始实用阶段，出现了许多以计算机为操作平台的在线或者离线监测分析诊断系统。 　　80 年代中期后 ，随着科学技术的发展，现代工业生产中，机械设备朝着大型化、自动化方向发展，结构越来越复杂。在此阶段，人工智能技术和计算机技术有了突破，特别是基于知识的专家系统和以并行分布处理为特征的人工神经网络技术在故障诊断中得到应用。1989 年Venkatasubramanian Venkat 等利用误差反向传播神经网络对硫化态催化裂化单元进行了诊断研究，确诊率达到94%~98%，缺点是训练时间太长和输入数据的非实时性。M Chow 等用神经网络对交流感应电动机进行了故障诊断研究，建立了基于高序神经网络的中小型感应电动机初期故障诊断法，结果识别的准确率超过了 950/0。从此之后，神经网络技术在故障诊断领域得到了关注，诊断技术走上了智能化阶段。单靠简单的分析己经无法满足对日益复杂的设备进行精密诊断的要求。美国 Stewart Hughes Ld 公司为英美军方开发了用于直升机发动机转子监控与诊断的专家系统1151, NASA 研制的用于动力系统诊断的专家系统: KiTerVO 等利用了智能方法对轧钢厂的设备进行工况监测，进行在线数据收集分析，把各种征兆、参数和特性等存入数据库，然后利用数据库知识进行诊断;Lung-Jong Kim 等利用故障和征兆之间的因果关系对应信号对主磁轴承系统的传感器缺陷进行在线诊断。 　　我国在故障诊断技术方面起步虽然比国外要晚，但是发展快。第一个阶段是20 世纪70 年代末到 80年代初，主要是吸收国外技术，对故障机理和诊断方法进行引入和研究;第二个阶段是从80 年代初期到现在，我国很多科研机构和高等院校先后进行了故障诊断系统的研究和开发，为以后进行故障诊断的研究打下了基础。 　　在智能诊断系统技术的研究中，基于知识的人工智能得到了广大研究者的关注。我国有关学者在这些方面做出了很大的努力:黄文虎、倪维斗，韩西京、杨叔子，卢学军、缪思恩、王一欧、陈仲仪、顾晃，刘宝斌、张科、廖志忠、李言俊等就知识范围的界定、知识处理、知识获取、知识自学习以及知识库建立和维护进行了大量研究。在故障诊断理论和方法研究中，我国也取得了一定的进步。在智能理论方