[发明专利]阀控缸电液伺服系统在线故障检测、估计及定位方法

摘要

本发明公开了一种阀控缸电液伺服系统在线故障检测、估计及定位方法，包括如下步骤：1)系统非线性建模；2)系统正常参数辨识；3)将步骤2)中获得的系统正常运行时的数据带入步骤1)中系统的非线性状态方程，获取正常系统参数矩阵及系统的非线性状态方程的表达式；4)实时采集系统的相关输入输出参数；5)变负载下故障检测与估计；6)鲁棒故障决策；7)步骤6)中若无故障，则返回步骤4)；若有故障，启动步骤5)故障检测观测器中的故障向量估计模块，8)故障隔离定位；本发明的有益效果是：可以在阀控缸系统中存在未知时变外负载、非线性和不确定参数的情况下，对系统运行状态进行实时监测，减少经济损失。

主权项

1.阀控缸电液伺服系统在线故障检测、估计及定位方法，该发明方法基于阀控缸电液伺服系统，阀控缸电液伺服系统包括液压缸、与液压缸连接的伺服阀/比例阀及与伺服阀/比例阀连接的液压泵，液压缸的活塞上设有传感器，传感器通过电路连接设置控制器，控制器与伺服阀/比例阀电路连接；其特征在于，包括如下步骤：1)系统非线性建模：建立阀控缸电液伺服系统的数学模型；选取系统状态变量；建立系统的非线性状态方程；2)系统正常参数辨识：获取系统正常运行时不同工况及环境条件下的输入输出历史数据，输入辨识模型，由辨识模型得到系统正常运行时的参数及其变化范围；3)将步骤2)中获得的系统正常运行时的数据带入步骤1)中系统的非线性状态方程，获取正常系统参数矩阵及系统的非线性状态方程的表达式；4)实时采集系统的相关输入输出参数；5)变负载下故障检测与估计：建立故障检测观测器，所述故障检测观测器包括外负载力解耦模块、故障显性模块、非线性模块、稳定性模块及故障向量估计模块，并将采集到的各模块信号输入该观测器，得到该观测器估计输出，通过与实际系统输出做差值得到输出残差；6)鲁棒故障决策：将步骤3)中得到的输出残差，输入到计算误差估计函数中，并结合实时计算的自适应阈值，诊断出系统是否存在故障；7)步骤6)中若无故障，则返回步骤4)；若有故障，启动步骤5)中故障检测观测器的故障向量估计模块，由该观测器和实际系统得到输出残差值进行网络权值系数的实时调整，最终得到故障向量估计值；8)故障隔离定位：结合步骤7)中的故障向量估计值与液压缸活塞的运动方向进行可能发生的故障类型和位置判断，输出诊断结果。