原裝MOOG伺服閥性能曲線(xiàn)圖
美國MOOG穆格伺服閥在線(xiàn)特征向量的提取
利用上述小波包技術(shù)對伺服閥的開(kāi)口度信號進(jìn)行聯(lián)合時(shí)頻分析。作者采集了正常到zui終因球頭過(guò)度磨損而損壞的伺服閥開(kāi)口度信號，分別對正常、中間和損壞狀態(tài)進(jìn)行5 層小波包分解。圖4 列出了第2、3、6、16、24 和31 頻帶上的圖譜。圖中橫坐標為一個(gè)道次的時(shí)間，單位為s，縱坐標為開(kāi)口度。比較分析三種狀態(tài)的伺服閥開(kāi)口度發(fā)現，損壞的伺服閥的信號分解后在各個(gè)頻帶上的變化頻率要大于正常狀態(tài)，但無(wú)法直觀(guān)判斷哪個(gè)頻帶對伺服閥狀態(tài)的變化zui靈敏。為此需要進(jìn)一步進(jìn)行實(shí)驗研究。實(shí)驗證明，5 層小波分解得到的結果結合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )狀態(tài)識別方法能較好地區分出伺服閥的狀態(tài)，故基于伺服閥開(kāi)口度獲得32 個(gè)特征量，同時(shí)結合伺服閥的在線(xiàn)檢測參數 δs 和pl，提取出伺服閥在線(xiàn)特征向量[ew1，ew2，…，ew32，δs，pl]。但是，過(guò)多的特征量將對在線(xiàn)診斷效率產(chǎn)生較大的影響，因此需要對特征量進(jìn)行約簡(jiǎn)。
美國MOOG穆格伺服閥的動(dòng)態(tài)故障診斷，需要對伺服閥的在線(xiàn)工作特性進(jìn)行研究，在此基礎上對其工作特征信息進(jìn)行在線(xiàn)提取。這方面的研究目前還很少，文獻[6]提出了用小波分析的方法來(lái)構造奇異信號的提取器，應用于伺服閥的故障診斷中。文獻[7]運用動(dòng)態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )對伺服閥建立了動(dòng)態(tài)模型仿真，并進(jìn)行實(shí)時(shí)監控，在系統發(fā)生故障時(shí)可對故障源準確定位。前者對伺服系統的實(shí)時(shí)信號進(jìn)行采集，并與正常情況下的標準信號分別進(jìn)行離散小波變換后對比，然后在提取器中做信號重構并輸出異常成分，從而達到對系統故障的實(shí)時(shí)診斷效果。后者的動(dòng)態(tài)診斷性能體現在對系統的位置、壓差等連續信號進(jìn)行實(shí)時(shí)監控檢測，并與系統原有信號生成故障殘差，從而動(dòng)態(tài)監測系統故障。作者運用小波包分解結合系統實(shí)時(shí)檢測選取適當的特征向量，并借助粗糙集簡(jiǎn)化特征向量維數，動(dòng)態(tài)監控系統運行狀態(tài)，通過(guò)訓練后的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )對系統發(fā)生的故障進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢測。
美國MOOG穆格伺服閥狀態(tài)信號的分析和選擇
所研究的伺服閥為多級伺服閥，一個(gè)雙噴嘴擋板的二級先導閥和一個(gè)大功率輸出級滑閥的主閥。伺服閥把微小的電信號通過(guò)力位移轉換器 ( 力矩馬達)變?yōu)槲⑿〉奈灰菩盘?，再用前置放大器把微小的位移信號轉換為推動(dòng)滑閥運動(dòng)的壓力信號?；y借助閥芯的位移輸出很大的流體動(dòng)力信號。
原裝MOOG伺服閥性能曲線(xiàn)圖
美國MOOG穆格電液伺服閥的在線(xiàn)故障診斷長(cháng)期以來(lái)都是重大裝備性能維護中亟需解決的難題之一，作者對伺服閥的動(dòng)態(tài)特征信息的在線(xiàn)提取方法進(jìn)行了研究:
( 1) 基于伺服閥的工作特性，提出了一種反映伺服閥動(dòng)態(tài)特征的狀態(tài)信號選取方法。
( 2) 通過(guò)對伺服閥閥芯開(kāi)口度的時(shí)頻聯(lián)合分析，結合所選取的伺服閥特征參數，提取出反映伺服閥動(dòng)態(tài)特征信息的特征向量。
( 3) 基于粗糙集理論對特征量進(jìn)行了特征約簡(jiǎn)，大大提高了伺服閥異常狀態(tài)在線(xiàn)識別的效率。通過(guò)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )對伺服閥性能在線(xiàn)診斷的實(shí)驗結果表明: 基于所提出的伺服閥動(dòng)態(tài)特征信息在線(xiàn)提取方法，能有效判斷伺服閥的工作狀態(tài)，為電液伺服閥的在線(xiàn)故障診斷奠定了基礎，對實(shí)際伺服閥的使用和維護具有指導意義。進(jìn)一步的研究將是通過(guò)伺服閥故障模式的積累，對伺服閥的潛在故障作出診斷和預測，為伺服閥的維護提供更加有效便捷的手段。
美國MOOG穆格電液伺服閥是電液伺服控制中的關(guān)鍵元件，其性能關(guān)系到整個(gè)伺服系統的控制精度和響應速度。當前，伺服閥的故障診斷仍以離線(xiàn)為主，缺乏在線(xiàn)診斷的有效手段。根據伺服閥的工作特性，提出一種反映伺服閥動(dòng)態(tài)特征的狀態(tài)信號選取方法; 通過(guò)對伺服閥閥芯開(kāi)口度進(jìn)行時(shí)頻聯(lián)合分析，結合所選取的伺服閥特征參數，提取出反映伺服閥動(dòng)態(tài)特征信息的特征向量; 采用粗糙集理論對特征量進(jìn)行約簡(jiǎn)以提高在線(xiàn)診斷效率?；谌斯ど窠?jīng)網(wǎng)絡(luò )的伺服閥性能在線(xiàn)診斷的實(shí)驗結果表明: 所提取的特征向量能夠準確反映伺服閥動(dòng)態(tài)特征信息，有效判斷伺服閥的異常狀態(tài)，為電液伺服閥的在線(xiàn)故障診斷提供了參考。
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