液壓系統(tǒng)故障診斷技術(shù)淺議

【摘 要】本文將綜合分析了國(guó)內(nèi)工程機(jī)械液壓技術(shù)的現(xiàn)狀，并對(duì)液壓系統(tǒng)故障產(chǎn)生的原因進(jìn)行了分析，對(duì)故障診斷技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望，以便為推進(jìn)我國(guó)工程液壓行業(yè)繼續(xù)向前發(fā)展提供依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】液壓系統(tǒng)；現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢(shì)；故障診斷技術(shù)

一、液壓系統(tǒng)故障診斷技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

液壓系統(tǒng)故障診斷技術(shù)是隨著液壓設(shè)備不斷高度自動(dòng)化和復(fù)雜化以及對(duì)液壓系統(tǒng)工作可靠性要求越來(lái)越高而發(fā)展起來(lái)的，是針對(duì)現(xiàn)代液壓設(shè)備需要及時(shí)排除液壓故障而提出來(lái)的，是將醫(yī)療診斷中的基本思想推廣到液壓工程技術(shù)而形成的，是建立在液壓控制理論，信息理論和電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、人工智能技術(shù)等基礎(chǔ)上的一門綜合性新技術(shù)。液壓傳動(dòng)是三大傳動(dòng)技術(shù)之一，與機(jī)械傳動(dòng)、電力傳動(dòng)相比，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)具有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，即廣泛的工藝適應(yīng)性、優(yōu)良的控制性能和較低廉的成本，并且功率大、響應(yīng)快、精度高，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于冶金、制造等領(lǐng)域。

二、液壓系統(tǒng)的故障原因分析

（1）主觀診斷法。主觀診斷法主要是依靠簡(jiǎn)單的診斷儀器，憑借個(gè)人的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，判別故障發(fā)生的部位及其原因。這種方法要求診斷人員掌握豐富的故障機(jī)理知識(shí)和診斷經(jīng)驗(yàn)，需利用系統(tǒng)或元件的結(jié)構(gòu)、模型和功能等方面的知識(shí)，綜合分析才能了解。（2）基于模型診斷法?；谀Ｐ偷脑\斷法是先運(yùn)用一定的數(shù)學(xué)手段描述系統(tǒng)某些可測(cè)量特征量，這些特征量在幅值、相位、頻率及相關(guān)性上與故障源之間存在著聯(lián)系，然后通過(guò)測(cè)量、分析、處理這些特征量信號(hào)，來(lái)判斷故障源所在。這種方法實(shí)質(zhì)上是以傳感器技術(shù)和動(dòng)態(tài)測(cè)試技術(shù)為手段，以信號(hào)處理和建模處理為基礎(chǔ)的診斷技術(shù)。（3）智能診斷技術(shù)。液壓系統(tǒng)故障智能診斷技術(shù)是人工智能技術(shù)在液壓系統(tǒng)故障診斷領(lǐng)域中的應(yīng)用，它是計(jì)算機(jī)技術(shù)和液壓系統(tǒng)故障診斷技術(shù)相互結(jié)合與發(fā)展進(jìn)步的結(jié)果。智能診斷的本質(zhì)特點(diǎn)是模擬人腦的機(jī)能，又能比人腦更有效地獲取、傳遞、處理、再生和利用故障信息，成功地識(shí)別和預(yù)測(cè)診斷對(duì)象的狀態(tài)。因此，智能診斷技術(shù)是液壓系統(tǒng)故障診斷的一個(gè)極具生命力的發(fā)展方向。目前的智能診斷研究主要從兩個(gè)方面開(kāi)展：基于專家系統(tǒng)的故障智能診斷技術(shù)和基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的液壓系統(tǒng)故障智能診斷技術(shù)。

三、液壓故障診斷技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

（1）多種知識(shí)表示方法的結(jié)合。近幾年來(lái)，在面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)技術(shù)的基礎(chǔ)上，發(fā)展起來(lái)了一種稱為面向?qū)ο蟮闹R(shí)表示方法，為這一問(wèn)題提供了一條很有價(jià)值的途徑。在面向?qū)ο蟮闹R(shí)表示方法中，傳統(tǒng)的知識(shí)表示方法如規(guī)則、框架、語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)等可以被集中在統(tǒng)一的對(duì)象庫(kù)中，而且這種表示方法可以對(duì)診斷對(duì)象的結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行比較好的描述，在不強(qiáng)求知識(shí)分解成特定知識(shí)表示結(jié)構(gòu)的前提下，以對(duì)象作為知識(shí)分割實(shí)體，明顯要比按一定結(jié)構(gòu)強(qiáng)求知識(shí)的分割來(lái)得自然、貼切。（2）經(jīng)驗(yàn)知識(shí)與原理知識(shí)的緊密結(jié)合。關(guān)于深淺知識(shí)的結(jié)合問(wèn)題，可以各自使用不同的表示方法，從而構(gòu)成兩種不同類型的知識(shí)庫(kù)，每個(gè)知識(shí)庫(kù)有各自的推理機(jī)，它們?cè)诟髯缘臋?quán)利范圍內(nèi)構(gòu)成子系統(tǒng)，兩個(gè)子系統(tǒng)再通過(guò)一個(gè)執(zhí)行器綜合起來(lái)構(gòu)成一個(gè)特定診斷問(wèn)題的專家系統(tǒng)。這個(gè)執(zhí)行器記錄診斷過(guò)程的中間結(jié)果和數(shù)據(jù)，并且還負(fù)責(zé)經(jīng)驗(yàn)與原理知識(shí)之間的“切換”。這樣在診斷過(guò)程中，通過(guò)兩種類型知識(shí)的相互作用，使得整個(gè)系統(tǒng)更加完善，功能更強(qiáng)。（3）多種智能故障診斷方法的混合?；旌现悄芄收显\斷系統(tǒng)的發(fā)展有如下趨勢(shì)：由基于規(guī)則的系統(tǒng)到基于混合模型的系統(tǒng)、由領(lǐng)域?qū)＜姨峁┲R(shí)到機(jī)器學(xué)習(xí)、由非實(shí)時(shí)診斷到實(shí)時(shí)診斷、由單一推理控制策略到混合推理控制策略等。（4）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將得到重視和應(yīng)用。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是繼多媒體技術(shù)以后另一個(gè)在計(jì)算機(jī)界引起廣泛關(guān)注的研究熱點(diǎn)，它有四個(gè)重要的特征，即多感知性、對(duì)存在感、交互性和自主性。從表面上看，它與多媒體技術(shù)有許多相似之處。（5）數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)與人工智能技術(shù)相互滲透。人工智能技術(shù)多年來(lái)曲折發(fā)展，雖然碩果累累，但比起數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的發(fā)展卻相形見(jiàn)絀。其主要原因在于缺乏像數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)那樣較為成熟的理論基礎(chǔ)和實(shí)用技術(shù)。人工智能技術(shù)的進(jìn)一步應(yīng)用和發(fā)展表明，結(jié)合數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)可以克服人工智能不可跨越的障礙，這也是智能系統(tǒng)成功的關(guān)鍵。對(duì)于故障診斷系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，知識(shí)庫(kù)一般比較龐大，因此可以借鑒數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)于信息存儲(chǔ)、共享、并發(fā)控制和故障恢復(fù)技術(shù)，改善診斷系統(tǒng)性能。

四、結(jié)語(yǔ)

液壓系統(tǒng)故障具有隱蔽性、復(fù)雜性、隨機(jī)性、模糊性及分散性等特點(diǎn)，盡管國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)液壓系統(tǒng)故障診斷進(jìn)行了深入廣泛的研究，但實(shí)際診斷過(guò)程中仍面臨許多問(wèn)題。隨著相關(guān)學(xué)科的新技術(shù)、新理論的不斷引入和融合，結(jié)合傳統(tǒng)診斷方法，探索和發(fā)展更多的智能診斷技術(shù)，液壓系統(tǒng)的故障診斷技術(shù)必將得到進(jìn)一步完善和發(fā)展。將多種智能診斷方法相互融合，相互取長(zhǎng)補(bǔ)短，并結(jié)合與多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多傳感器信息融合技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等技術(shù)，對(duì)液壓系統(tǒng)故障進(jìn)行綜合評(píng)判和診斷，將是今后液壓系統(tǒng)故障診斷技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。