基于灰色理论的液压设备故障诊断

　　液压系统广泛用于现代化的机械设备中,具有良好的控制性和工艺适应性。液压设备的结构越复杂、自动化程度越高,发生故障的可能性越大,对生产造成的危害也越大。如何快速准确诊断液压设备的故障,成为制约生产的关键因素。

　　液压设备的故障诊断方法,随着自动化技术和计算机理论的发展,也经历了从主观诊断到基于信号建模诊断,再到人工智能诊断的发展历程。尤其是智能诊断技术,适应了液压设备故障突发性、多样性、复杂性的特点,具有广阔的应用前景。液压设备故障智能诊断的关键在于建立合理的知识库。由于大型复杂的液压设备故障往往呈现出信息不完整的特点,且具有一定的模糊性,表现为同一故障可能有不同原因造成,呈现出不同的故障特征,故障特征不完全甚至模糊。

　　本文将灰色理论应用于复杂弱条件下的液压设备故障诊断,能有效地解决故障信息不完全状况下的液压设备故障诊断,具有采样少、计算量小,应用简单的特点。

　　1 灰色理论应用于液压设备故障诊断

　　1)灰色理论

　　灰色理论是于1982年首次被提出的。所谓灰色系统理论,就是研究灰色系统的有关建模、控模、预测、决策、优化等问题的理论。按人们对信息系统的知晓程度,通常可以将信息系统分为3类,即白色系统、灰色系统和黑色系统。当一种信息系统完全未知的时候,就称其为黑色系统;反之,当一种系统是完全确知时,就称其为白色系统;而介于两者之间的部分信息已知而部分信息未知的信息不完备系统,就叫灰色系统。灰色系统理论所要考察和研究的是信息不完备的系统,通过已知信息来研究和预测未知领域,从而达到了解整个系统的目的。灰色系统理论具有能够利用“少数据”建模寻求现实规律的良好特性,克服了数据不足或系统周期短的矛盾。不仅成功地应用于工程控制、经济管理、社会系统、生态系统等领域,在故障检测和诊断领域也会有良好的应用前景。

　　2)液压系统故障的灰色性

　　实践证明,液压系统发生故障的原因是多方面的、复杂的,既有简单故障,也有多个部位或部件同时发生故障的情况。由于故障检测手段的不完善性、信号获取装置的不稳定性及信息处理方法的近似性,或者缺少有效的观测工具,造成信息不完全,对故障的判断预测,带有估计、猜想、假设和臆测等主观想象成分,导致人们对液压系统故障机理的认识带有片面性。另一方面,由于液压系统是/机-电-液0系统的复杂组合,在生产过程中产生的故障往往呈现出一定的动态性,也给液压设备的故障判别带来一定的困难。因此,液压设备、液压系统在运行过程中发生故障与否是确定的,但人们对故障的的认识和判别受技术水平的限制,不同的人对故障信息掌握的充分程度不同,会得出不同的诊断结果。由此看出液压系统故障由于信息的不完全带有一定的灰色性。灰色理论用于液压设备故障诊断就是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,其实质就是一个灰色系统的白化问题。