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灰靶理论在液压泵故障模式识别中的应用

刘丽娜  
【摘要】:液压系统以其功率大、响应快等优点在工程领域中得到了广泛应用,它在许多设备中起着核心控制或传动作用。液压泵是液压系统的“心脏”,对液压泵的状态监测和故障诊断成为保证液压系统正常运行的关键。 现实中由于液压泵故障检测手段的不完善性、信号获取装置的不稳定性,或者缺少有效的观测工具,造成检测到得信息不完全。本文将灰靶理论分析方法用于液压系统故障诊断,利用存在的已知信息去推知含有故障模式的不可知信息的特性、状态和发展趋势,并对液压系统未来的发展做出预测和决策。 本文利用LabVIEW编制了液压泵数据采集系统,并驱动NI数据采集卡,实现了液压泵信号采集。借助于MATLAB小波工具编制程序,对振动信号进行小波包分解重构,有效去除信号中的高频噪声。 研究了主分量分析方法,将互相影响的液压泵复合故障信息,经过一系列变换后,在保留原始信号足够多信息量的同时,使各种故障相互独立,为进一步确定故障类型奠定了基础。 对比最大熵谱估计和经典功率谱估计,将最大熵谱估计用于液压泵复合振动信号分析,在样本数据少的情况下,取得相对准确的时频信息。分析过程中没有固定的窗函数,因此可以避免传统谱分析中加窗函数的能量泄漏问题。借助MATLAB软件编制程序,提取液压泵松靴故障信号特征,得到故障特征频率。 研究了灰色理论中的灰靶理论分析方法,确定信号幅值域特征为特征向量,对不同严重程度的液压泵松靴滑靴磨损复合故障进行分析,建立标准模式和故障模式,通过靶心度计算确定评估等级。


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