[发明专利]一种基于第二代小波的液压缸内泄漏故障诊断方法

说明书

本发明涉及一种基于第二代小波的液压缸内泄漏故障诊断方法，通过液压缸两腔压力传感器采集液压缸两腔压力信号，对压力信号进行第二代小波降噪预处理，将处理后的压力信号进行四层第二代小波分解，对分解后得到的第二代小波细节系数cD4求取其均方根值并归一化，以此作为液压缸内泄漏故障特征参数。本发明在不改变原有液压系统的基础上，无需获取液压缸流量信息，即可以有效实现对液压缸内外泄漏的故障诊断。

技术领域

本发明涉及故障诊断方法应用领域，特别是一种基于第二代小波的液压缸内泄漏故障诊断方法。

背景技术

液压缸是液压系统的核心元件，其工作状况将直接影响整个设备的正常运作。而液压缸常见的失效模式就是液压油的泄漏，泄漏可分为内泄漏和外泄漏。外泄漏是指液压油通过液压缸缸筒与缸盖、排气阀、油管接口等孔隙向外部泄漏。其主要特点是从外部可直接观测，比较容易解决；而内泄漏主要出现在液压缸的内部，由于压差的作用，使得液压油通过活塞内孔与缸壁的缝隙从高压腔流向低压腔。其特点是故障发生隐秘，无法直接观测到。液压缸的泄漏将影响液压缸的工作性能，造成液压油的浪费，污染周边环境，严重的会出现液压缸动力不足，液压缸爬行，工作不平稳等现象。所以及时发现液压缸泄漏，对工程设备健康、经济、高效运行意义重大。

传统液压缸泄漏故障诊断方法采用传统小波方法，传统小波方法过分依赖于Fourier变换，并且小波基选择具有盲目性。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提出一种基于第二代小波的液压缸内泄漏故障诊断方法，诊断速度比传统方法快，节省内存，并且能够在不改变原有液压系统的基础上，实现对液压缸泄漏的快速诊断。

本发明采用以下方案实现：一种基于第二代小波的液压缸内泄漏故障诊断方法，包括以下步骤：

步骤S1：采集液压缸的两腔压力信号，并对其进行第二代小波降噪预处理，利用第二代小波分析方法，对降噪后的液压缸两腔压力信号进行分解，得到压力信号时域特征向量；

步骤S2：求取步骤S1得到的压力信号时域特征向量均方根值，以此作为故障特征参数，实现对液压缸泄漏的故障诊断。

进一步地，步骤S1中，所述对其进行第二代小波降噪预处理具体为：

首先，对压力信号进行第二代小波变换；接着对变换后得到的近似参数和细节参数进行软阈值法处理；最后对处理后的细节系数进行重构，得到降噪后的压力信号。

进一步地，所述软阈值法处理的去噪方程为：

d_x＝sign(d(n))(|d(n)-τ|)；

σ＝1/0.6745Med(|d_j|)

其中,d_x为降噪后的信号，d(n)为降噪前的信号，τ是计算阈值，σ是噪声的标准偏差估计，N表示细节信号的采样数，Med()是中值函数，d_j为第j层的小波系数。

进一步地，步骤S1中，利用第二代小波分析方法，对降噪后的液压缸两腔压力信号进行分解，得到压力信号时域特征向量具体包括以下步骤：

剖分：将降噪后的液压缸两腔压力信号序列分解为偶样本序列s_e(k)＝s(2k)_k∈Z和奇样本序列s₀(k)＝s(2k+1)_k∈Z；

预测：利用算子P和偶样本s_e(k)预测奇样本s₀(k)，并得到预测误差d＝d(k)_k∈Z，并将预测误差定义为液压缸两腔压力信号经过第二代小波分解的细节信号d；