探討液壓系統故障診斷技術的研究現狀與發展趨勢

劉偉濤

摘要：隨著我國人工智能技術、信號處理技術以及控制理論的不斷發展，液壓系統故障診斷技術也得到顯著更新。液壓系統作為一種典型的高度非線性系統，其各回路間相互干涉，其故障機理十分復雜、多樣，加之內部系統傳遞封閉，故障信息提取困難，大大提升液壓系統故障診斷難度。因此，本文將對液壓系統故障診斷技術進行簡要分析，研究液壓系統故障診斷技術發展趨勢，以推動診斷技術進步。

關鍵詞：液壓系統;故障診斷;研究現狀;發展趨勢

引言

當前，我國液壓系統發展方向主要朝著小體積、輕質量、高壓化、大功率方面發展，通過提升液壓系統功能、規模、復雜度、自動化，提高液壓系統安全可靠性，以避免因各種原因造成的液壓系統故障問題。液壓系統故障通常具有分散性、隱蔽性以及隨機性、多樣性等特征，因此，國內外學者在研究液壓系統故障診斷中，難以進行廣泛深入的探索，故而需要對液壓系統故障診斷技術進行具有現實意義的重要研究，來推動液壓系統工程技術領域的進步與發展。

1液壓系統故障診斷技術的研究現狀

二十世紀六十年代起，英國機器保健協會就最先對液壓系統故障診斷技術進行研究，通過于液壓系統中安裝加速度以及壓力傳感器，實現液壓泵故障的檢測診斷。1997年又有學者采取位置輸入觀測器魯棒診斷法來進行對液壓系統故障的診斷研究，2003年開始采用神經網絡非線性辨識法以及廣義卡爾曼濾波法對液壓系統進行故障的預測估計，進一步完成液壓系統故障的診斷工作。而我國液壓系統故障診斷雖然起步比較晚，但通過迅速的研究發展，仍在短期內取得了極大的進步。1986年有學者對液壓系統故障的診斷技術及機制進行研究探索，后利用振動信號又進行了液壓系統故障診斷的深入研究。在2000年通過結合人工智能與信號處理的診斷技術，實現了液壓系統故障的有效診斷。應用專家系統以及神經網絡、魯棒智能檢測的診斷技術進一步實現了液壓系統故障診斷的全面研究。通過對液壓系統故障的全面分析，提出具有現實指導意義的液壓系統故障診斷原則，并證實了多步預測神經網絡在診斷液壓系統故障中的有效性，在故障診斷技術上取得良好的應用效果。

2液壓系統故障診斷技術的發展趨勢

近年來，液壓系統故障診斷中不斷有新的相關學科技術以及理論被引入，液壓系統故障診斷正處于一個活躍的正待完善及發展的領域。液壓系統故障診斷技術的發展趨勢主要包括以下幾方面。

2.1傳統方法結合新理論

傳統的診斷方法需要賦予其更新的理論內容，才能將其科學有效地應用。在對軸承損傷以及液壓泵泄露而使得出現緩變小幅度故障之時，需將故障信號應用混沌分形理論進行處理。并利用系統敏感性來進行信號的二次處理，進而解決故障信號不能有效進行提取問題;經系統故障診斷后，利用模擬退火以及遺傳算法在MLP神經網絡算法的應用，以解決網絡訓練局部小、求鋸難的問題。

2.2融合多傳感器信息

液壓系統由于其惡劣的工作環境，使得噪聲將故障信息淹沒，系統故障往往不能憑單一傳感器的信息來進行診斷。因而，多源信息的綜合處理融合技術將成為系統故障診斷的研究重點，此技術能夠將來自液壓系統的單一目標的多源信息進行智能合成，以此產生更為精準、完全的判定。比之傳統信號處理方式在不同層次的信息融合上更為有效，是一種較為復雜的診斷新形式，可以有效提升故障診斷的決策科學性。

2.3融合多診斷方式

液壓系統故障診斷方式在進行診斷策略制定時需考慮到其適用范圍，結合不同診斷方式優點，全面提升診斷綜合性能。將專家系統同神經網絡相結合，應用神經網絡的網絡結構以及并行處理的能力來克服傳統系統推理易陷組合爆炸以及難以知識表達的情況。在網絡中存儲專家知識的權值，來使得專家經驗能夠得到充分應用。系統故障診斷中還需利用聯想功能及神經網絡學習功能來不斷進行新規則的歸納，完善知識儲存，增強故障診斷系統的適應、自學、組織、容錯等功能，結合解釋機制來解決神經網絡故障診斷的問題。

2.4多故障診斷

液壓故障診斷系統受液壓參數以及模型、噪聲的影響，其內部動力傳遞較為封閉，可測量參數較小。且對于單輸出系統的有限測量輸出，需更具其不同故障的敏感度來進行殘差矢量的設計，以此達到診斷故障隔離與多故障共同診斷的目的。

2.5遠程診斷

當前，液壓系統功能、規模以及復雜度正處于一個不斷提升關鍵階段，液壓故障診斷的難度也隨之增加。遠程故障診斷是在網絡通信以及分布式技術基礎上向著故障診斷的新方向發展。遠程故障診斷通過網絡系統于異地進行遠程現場液壓檢測，依據檢測數據來實現故障診斷以及預報工作。在網絡環境下簡歷故障診斷系統，充分發揮出網絡信息共享的特點，以完善故障診斷系統的功能，以克服傳統診斷方法的弊端。

3結束語

液壓系統故障在具體的診斷過程中將面臨著很多實際問題，由于液壓系統故障具有一定的分散性、隱蔽性以及隨機性、多樣性等復雜的特征，使得國內外學者在研究液壓系統故障診斷中難以進行廣泛深入的探索，故而，需針對實際的診斷情況，應用科學有效的診斷方式，取長補短，利用合理的診斷技術來保障液壓系統故障的診斷策略順利落實。