一種掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)故障診斷方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及設(shè)備故障診斷領(lǐng)域，具體是一種掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)故障診斷方法系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 掘進(jìn)機(jī)主要用于開(kāi)鑿險(xiǎn)道，被廣泛應(yīng)用于道路工程、城市地下交通、礦山挖掘等 施工作業(yè)中，相對(duì)于鉆爆法而言，有著減輕工作強(qiáng)度、提高施工效率、以及提供更優(yōu)質(zhì)的挖 掘效果、增加施工安全等特點(diǎn)。液壓系統(tǒng)因?yàn)槠渚邆涞捏w積小、重量輕、慣性小、結(jié)構(gòu)緊湊、 能夠大范圍地實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速、抗負(fù)載剛性大等特點(diǎn)，所以其廣泛應(yīng)用于冶金工業(yè)、工程設(shè) 備、機(jī)械機(jī)床、航空航天、武器裝備、交通運(yùn)輸?shù)鹊仍O(shè)備中，成為組成這些設(shè)備必不可少的部 分。隨著設(shè)備向大功率、高精度等方向發(fā)展，要求液壓系統(tǒng)隨設(shè)備發(fā)展方向一起發(fā)展。如此 液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)亦會(huì)隨性能指標(biāo)的要求變高而變復(fù)雜，液壓系統(tǒng)的工作強(qiáng)度亦隨之增長(zhǎng)， 伴隨而來(lái)的就是故障率的增加。在現(xiàn)代工程機(jī)械設(shè)備故障中，液壓系統(tǒng)故障占據(jù)了不小的 比例。液壓系統(tǒng)一旦發(fā)生故障，不僅會(huì)延誤施工進(jìn)度、造成經(jīng)濟(jì)損失，很可能會(huì)造成重大傷 亡事故。
[0003] 常見(jiàn)的液壓共性故障有以下7個(gè)方面：液壓沖擊故障、氣穴和氣燭故障、液壓卡緊 故障、油液溫度過(guò)高故障、液壓元件爬行故障、振動(dòng)和噪聲故障、液壓系統(tǒng)泄漏故障。
[0004] 通過(guò)對(duì)掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)實(shí)際發(fā)生的故障的總結(jié)以及對(duì)其故障機(jī)理的分析，將掘 進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)故障分為4類，第一類：裝載系統(tǒng)工作時(shí)故障；第二類：運(yùn)輸機(jī)系統(tǒng)工作時(shí)故 障；第三類：行走系統(tǒng)故障；第四類：截割機(jī)構(gòu)工作時(shí)故障。
[0005] 當(dāng)前的故障診斷技術(shù)已經(jīng)漸漸滿足不了現(xiàn)代工程的實(shí)際需要。因此探索出一種有 效且實(shí)用的及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障、及時(shí)診斷故障的方法成為了液壓系統(tǒng)行業(yè)的一個(gè)亟需解決的問(wèn) 題。液壓系統(tǒng)故障的診斷和檢測(cè)也因此具備了很好的研究前景和應(yīng)用前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 1、本發(fā)明的目的。
[0007] 本發(fā)明解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，克服故障診斷精度低，人機(jī)交互不便，知識(shí)庫(kù)不完善 等缺點(diǎn)，而提出的一種掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)故障診斷方法系統(tǒng)。
[0008] 2、本發(fā)明所采用的技術(shù)方案。
[0009]掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)故障診斷方法，按照如下步驟進(jìn)行： 步驟（1)、首先要提取反映液壓系統(tǒng)狀態(tài)的參量； 步驟（2)、對(duì)故障特征參量的處理分析，處理信號(hào)濾除混雜的噪聲和干擾，凈化特征信 息，反映出液壓系統(tǒng)或元件運(yùn)行狀態(tài)的特征； 步驟（3)建立故障診斷知識(shí)庫(kù)，首先應(yīng)進(jìn)行故障模式、故障機(jī)理分析并從領(lǐng)域?qū)＜夷抢?獲取知識(shí)；將獲取的知識(shí)編排成數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存入計(jì)算機(jī)中形成故障診斷知識(shí)庫(kù)。
[0010] 掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)故障診斷系統(tǒng)，包括用戶登錄模塊、數(shù)據(jù)監(jiān)控模塊、故障診斷模 塊；用戶登錄模塊主要完成故障診斷前期工作，包括用戶信息管理、退出系統(tǒng)、修改密碼等 功能，用戶如果輸入設(shè)定次的錯(cuò)誤密碼，系統(tǒng)將自動(dòng)退出，登入模塊也能自動(dòng)識(shí)別用戶類 型,并授予相應(yīng)的權(quán)限；數(shù)據(jù)監(jiān)控模塊主要負(fù)責(zé)上位機(jī)和下位機(jī)的通訊和數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換， 為診斷模塊提供數(shù)據(jù)支持；混合推理包括網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練和故障診斷兩部分，其中網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練模塊 利用存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中的故障樣本對(duì)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，得到故障診斷知識(shí)而故障診斷 模塊利用這些知識(shí)對(duì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行診斷，將網(wǎng)絡(luò)輸出與模糊語(yǔ)言值相對(duì)應(yīng)，輸出易 于用戶理解的結(jié)果，并將故障相關(guān)信息存入數(shù)據(jù)庫(kù)，便于專家對(duì)故障數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，進(jìn) 而轉(zhuǎn)化為故障樣本；知識(shí)庫(kù)管理模塊由三部分組成，故障知識(shí)管理主要負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練完成 后的權(quán)值，閥值的管理，故障樣本管理主要負(fù)責(zé)樣本的查詢、修改、添加和刪除等工作。
[0011] 3、本發(fā)明的有益效果。
[0012] (1)將模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法應(yīng)用到掘進(jìn)機(jī)液壓故障診斷上，并使用自適應(yīng)學(xué)習(xí)速率 法和附加動(dòng)量法改進(jìn)算法，提高系統(tǒng)的精確度。
[0013] (2)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中建立知識(shí)庫(kù)的方法，故障知識(shí)以數(shù)據(jù)庫(kù)的形式存儲(chǔ)保存，實(shí)現(xiàn) 對(duì)知識(shí)庫(kù)中知識(shí)的存儲(chǔ)、添加、修改、刪除、查詢等功能，一定程度上實(shí)現(xiàn)了知識(shí)處理的自動(dòng) 化。
[0014] (3)診斷精度：誤差精度能達(dá)到0? 000001 ; (4) 網(wǎng)絡(luò)自學(xué)習(xí)功能； (5) 故障發(fā)生時(shí)自動(dòng)報(bào)警、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控等功能，具有良好的人機(jī)交互界面，模塊化編 程方式，便于擴(kuò)充； (6) 容錯(cuò)特性：網(wǎng)絡(luò)不會(huì)因?yàn)閭€(gè)別樣本誤差而影響整個(gè)模型的特征； (7) 系統(tǒng)穩(wěn)定、健壯、抗干擾。
【附圖說(shuō)明】
[0015] 圖1是本發(fā)明的掘進(jìn)機(jī)液壓故障診斷系統(tǒng)知識(shí)庫(kù)管理系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)。
[0016] 圖2是本發(fā)明的掘進(jìn)機(jī)液壓故障診斷系統(tǒng)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷模型。
[0017] 圖3是本發(fā)明的掘進(jìn)機(jī)液壓故障診斷系統(tǒng)總體流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)例，對(duì)本發(fā)明 進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0019] 實(shí)施例1 發(fā)生某種故障時(shí)所引起的物理參量有許多，對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷，首先要提取反 映液壓系統(tǒng)狀態(tài)的參量，當(dāng)液壓系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，這些參量會(huì)直接或間接的發(fā)生變化， 因此通過(guò)對(duì)這些參量變化的分析，我們就可以診斷出系統(tǒng)發(fā)生的故障。如果特征參量選擇 不當(dāng)，就會(huì)增加診斷的難度，選擇過(guò)多可能會(huì)產(chǎn)生冗余信息，增加采集的成本，過(guò)少則會(huì) 降低診斷的準(zhǔn)確性，甚至可能產(chǎn)生誤判，所以特征參量的選取對(duì)故障的診斷起著至關(guān)重 要的作用。
[0020] 掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)故障診斷方法，包括如下步驟： 步驟（1 )、首先要提取反映液壓系統(tǒng)狀態(tài)的參量，提取的液壓系統(tǒng)狀態(tài)的參量包括流量 和壓力，總體上可以對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行判斷；油液溫度，當(dāng)油液溫度升高到超出正常范圍時(shí)， 則液壓系統(tǒng)中的能量損失過(guò)大，溫度反映出液壓系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)；壓力波動(dòng)，液壓系統(tǒng)正常 運(yùn)行時(shí)，壓力的波形顯示周期性，出現(xiàn)故障時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)隨機(jī)信號(hào)；內(nèi)泄漏量、振動(dòng)量，對(duì)于 液壓系統(tǒng)的液壓元件發(fā)生故障后，都會(huì)引起振動(dòng)； 步驟（2)、對(duì)故障特征參量的處理分析，處理信號(hào)濾除混雜的噪聲和干擾，凈化特征信 息，反映出液壓系統(tǒng)或元件運(yùn)行狀態(tài)的特征； 步驟（3)建立故障診斷知識(shí)庫(kù)，首先應(yīng)進(jìn)行故障模式、故障機(jī)理分析并從領(lǐng)域?qū)＜夷抢?獲取知識(shí)；將獲取的知識(shí)編排成數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存入計(jì)算機(jī)中形成故障診斷知識(shí)庫(kù)。
[0021] 系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)分為3層，其中，知識(shí)庫(kù)表層函數(shù)直接面向數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)在數(shù) 據(jù)庫(kù)中的添加、查詢、修改、刪除等操作，操作對(duì)象為底層函數(shù)；知識(shí)庫(kù)層函數(shù)位于知識(shí)庫(kù)表 層和知識(shí)庫(kù)管理層之間，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的檢查管理，起連接兩層函數(shù)的紐帶作用；知識(shí)庫(kù)管理層 面向應(yīng)用，直接調(diào)用知識(shí)庫(kù)層的各函數(shù)，用于知識(shí)庫(kù)管理的各項(xiàng)操作。將知識(shí)庫(kù)分為4層調(diào) 用形式，第一層輸入層，其節(jié)點(diǎn)數(shù)由輸入信號(hào)的個(gè)數(shù)決定，