南通铭烽液压机械制造有限公司
专业生产:液压机,四柱液压机,拉伸液压机,粉末液压机
·  YM32系列四柱式万能液压机
·  YM27系列拉伸液压机
·  YM28双动薄板拉伸液压机
·  YM79Z(K)系列粉未液压机
·  YM05系列磁性材料液压机
·  YM72P系列液压机
·  YM41系列单柱液压机
·  专用液压机
·  YM65系列液压机
·  快速热压成型机
地址江苏省如皋市白蒲镇前进工业园区
电话0513-81751288
手机13962707009
联系人张志冲
电子邮箱mingzhenjixie@163.com
您现在的位置:网站首页 - 技术资料
基于模糊逻辑的粉末成型液压机作动器故障诊断
发布时间: 2018-6-8 18:03:08
  作动器是粉末成型液压机控制系统的重要执行部件,其运行情况直接影响粉末成型液压机的液压件品质与运行安全。因此,作动器的故障诊断和预测越来越受到人们的重视。然而,作动器是一个集机械、电子、液压为一体的复杂设备,其粉末成型液压机故障与征兆的关系呈非线性,具有较强的模糊性。作动器故障与征兆之间复杂的关系,导致诊断决策出现多义性。
  1.作动器故障分析
  1)流程
  由给定的某个具体模型的特征识别它应属于何类的问题称为模式识别。通常可分为以下步骤进行。
  (1)识别对象的特征提取。
  从对象“中抽取与模糊识别问题有显著关系的特征指标,并将对象“转化为模式。特征抽取是否得当,将直接影响到识别结果。
  (2)建立隶属函数。
  待识别客体的模糊特性能否充分应用,关键在于能否建立良好的隶属函数。隶属度的正确与否,直接决定了识别矩阵中故障模式的正确性。
  (3)识别判断。
  按某种归属原则对比并进行判断,指出它应归于哪一类。识别判断的原则有最大隶属原则、择近原则、阀值原则等。
  2)粉末成型液压机故障集、征兆集的建立作动器故障征兆的模糊化处理可采用单值模糊化方法和模糊分段评分方法。单值模糊化指出现的征兆取1,没有出现的征兆取0,即根据征兆出现与否确定故障征兆集。模糊分段评分方法利用人们对故障现象严重程度的模糊化认识,对故障征兆进行定量处理。处理规则参见表1。
  表1粉末成型液压机故障征兆严重程度定量处理原则

故障征兆表述

zi取值范围

正常

0

轻微

00.3

比较严重

0.30.6

严重

0.60.8

很严重

0.81

非常严重

1

  作动系统由若干子系统构成,粉末成型液压机故障征兆反映出特定子系统出现故障,从而实现故障定位。将作动器常见的故障分为9种类型。作动器故障原因集为
  Y=(Y1,y2,y3,y4,y5,y6,y7,y8,y9)式中,y1为供油故障;y2为伺服阀故障;y3为主控阀故障;y4为作动筒故障;y5为传感器故障;y6为密封件故障;y7为润滑不良;y8为油液污染;y9为环境气温低。
  3)模糊关系矩阵的构造(模糊规则的形成和推理)
  模糊关系矩阵R直接关系着模糊推理结果的正确性,矩阵中各个元素值的大小与实际情况的符合程度,直接影响诊断的效果,因此隶属函数的确定是整个诊断推理过程的关键。隶属函数可以描述粉末成型液压机故障参数以及信息、故障原因、类型之间反映与被反映的关系。但隶属函数的确定目前还没有一套成熟有效的方法,大多数液压系统的确定方法还停留在经验和实验的基础上。确定隶属度的方法可归纳为以下几种。
  (1)主观经验法。
  根据主观认识或个人经验,给出隶属函数的具体数值。具体实现方法有专家评分法、加权综合法、二元排序法。
  (2)分析推理法。
  根据粉末成型液压机问题的性质,选用某些典型函数(如三角形函数、梯形函数等)作为隶属函数。
  (3)调查统计法。
  以调查统计结果所得的经验曲线作为隶属函数曲线,确定相应的函数表达式。
  根据作动器特点,由电液伺服作动器机理分析、实际运行工况及专家经验确定隶属度,表2给定了模糊关系矩阵R中液压系统故障征兆和故障原因之间的模糊关系。
  表2粉末成型液压机故障集和征兆集之间的模糊关系

故障原因

故障征兆

z1油液泄漏

z2频带降低

z3伺服阀线圈发热

z4抖动

Z5零偏过大

Z6回中速度低

y1供油故障

0.55

0.1

0.2

0.3

0.1

0.3

y2伺服阀故障

0.2

0.45

0.6

0.55

0.8

0.1

如主控阀故障

0.3

0.55

0.3

0.5

0.5

0.1

yt作动器故障

0.5

0.4

0.2

0.3

0.2

0.1

y5传感器故障

0.1

0.1

0.1

0.6

0.4

0.1

y6密封件故障

0.5

0.1

0.1

0.2

0.1

0.1

y7润滑不良

0.1

0.1

0.1

0.1

0.1

0.1

y8油液污染

0.1

0.1

0.1

0.3

0.1

0.1

y9环境气温低

0.1

0.1

0.1

0.1

0.1

0.9

  4)算子的选择
  在模糊逻辑关系Y=X.R中,算式0常用的有以下4种模型。
  ①(A,V)用于主元素决定评介结合的情况。
  ②(I,V)体现一种加权,但仍然突出主元素。
  ③(A,0)以求和代表取大,削弱主元素的作用。
  ④(I,0)体现一种综合,其实已转化为矩阵乘法。
  第④种模型不仅考虑了所有因素的影响,而且保留了单因素评价的全部信息。选取(I,0)作为模糊算式。
  2.作动器故障诊断实例
  监测作动器工作情况,如作动器频带降低非常严重,且伺服阀线圈发热严重。使用模糊分段评分法对故障征兆进行模糊化处理,确定故障征兆。
  根据最大隶属度原则,检测到的粉末成型液压机故障原因为Y2,即“伺服阀故障”。模糊诊断的结果与实际情况吻合。
  进一步将该模糊诊断模型与粉末成型液压机实际故障诊断结果进行比较(表3),模糊诊断准确率为80%。由此可见,该模糊故障诊断模型能为作动器提供较为可信的诊断结果。
  表3模糊诊断模型与粉末成型液压机实际故障诊断结果对比

序号

故障征兆

模糊诊断模型

实际诊断结果

1

(0.2,0,1,0.8,0,0)

y2

2

2

(0.7,0.8,0,0.9,0,0)

y3

y3

3

(0,0,0,0,0,0,9)

y7

y7

4

(0.1,0.8,0,0.9,0.1,0)

y3

y2

5

(0.3,0,0,0.1,0,0.9)

y7

M

6

(0.9,0,0,0.7,0,0)

Y1

y1

7

(0,0.1,1,0,0.85,0)

y2

y2

8

(0.5,0,0.9,1,0.2,0)

y2

y2

9

(0,0.9,0,0,1,0,0)

y3

y3

10

(0.8,0.9,0.1,0,0,0)

y4

y3