[发明专利]一种数字阀组多故障检测装置及其诊断方法

权利要求书

1.一种数字阀组多故障诊断方法，其特征在于，检测装置包括：数字阀组(1)、控制系统模块(7)、压力源(5)、出油口(6)；

数字阀组(1)主要有四个相同流量等级的开关阀、控制器、流量传感器(4)和压力传感器(3)组成；其阀体部分是由阀块和四个插装式开关阀组成，在阀块上预留出来多个压力和流量传感器接口，方便检测和准确记录任意一个开关阀口处的压力信息；

压力源(5)主要有液压泵和油箱相连；

出油口(6)端连接执行器；

控制系统模块(7)主要有采集卡、上位机、可调直流电源和控制电路组成，可调直流电源的第一端电连采集卡的控制端，可调直流电源的第二端电连小流量电磁开关阀线圈的电源端，流量传感器(4)接在数字阀组(1)出口，压力传感器(3)连数字阀组(1)的出口和进口，采集卡的采集端与流量传感器(4)和压力传感器(3)的输出端电连，采集卡的输出端通过线缆电连上位机；

所述诊断方法包括：信号输入、信号编码、故障模型库比较、偏差累加与最小值判断；

信号输入：输入的信号主要有当前控制信号向量U_i和数字阀组(1)前后的压力传感器(3)采集得到的压差信号Δp；其中，U_i是一个四维列向量，代表在第i时刻四个数字阀的控制信号；

信号编码：当前控制信号向量U_i中的二进制信号转化为十进制的数值即为当前控制信号向量的信号编码ui，信号编码的变化用于做差以及累加的触发条件；

故障模型库比较：由每个阀单独发生打不开、关不上、不能完全打开、不能完全关闭和卡死五种故障状态和，任意数量的阀发生任意故障的组合状态及所有阀都正常的状态；信号编码每变化一次，数字阀组实际流量Q就与当前控制信号向量U_i与压差Δp下的1296种模型流量Q₁(U_i)，...，Q₂₁(U_i)分别做差取绝对值得到第i时刻偏差e_1i,...,e_1296i；

偏差累加：当信号编码变化一次就将当前条件下各个流量模型的偏差累加一次，得到偏差和E₁，...，E₁₂₉₆，表示实际流量与1296个流量模型的偏离程度；

最小值判断：比较一段时间内E₁，...，E₁₂₉₆的大小，得到最小值E_x，说明当前状态与第x种状态最为接近，即可判断故障阀的位置、数量以及故障类型。

2.根据权利要求1所述的一种数字阀组多故障诊断方法，其特征在于：通过对所有数字阀发生的所有故障进行建模，通过比较一段时间内实际流量与模型流量的差值和来判断故障类型。

3.根据权利要求1所述的一种数字阀组多故障诊断方法，其特征在于：通过比较一段时间内阀组实际流量与模型流量差异可以判断出任何一个阀或者多个阀阀芯打不开、关不上、卡在中间、不能完全打开、不能完全关上和正常共六种状态。

4.根据权利要求1所述的一种数字阀组多故障诊断方法，其特征在于：可应对多个阀同时发生故障的情况，可以判断出故障阀的位置、数量和故障类型。