[發明專利]一種基于模糊H網與貝葉斯方法的液壓泵故障診斷系統

在審

• 申請號: 201710472427.5
• 申請日: 2017-06-13
• 公開（公告）號: CN107905990A
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: 潘煉;唐耿超
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: F04B51/00
• 分類號: F04B51/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種基于模糊H網與貝葉斯方法的液壓泵故障診斷系統，屬于液壓系統的故障診斷領域。

背景技術

隨著科技的飛速發展，運用電子、計算機、人工智能等學科對液壓系統進行故障診斷和狀態監測，尚屬較新的研究課題。由于大多數的液壓系統相對規模較小，而現代的液壓系統正在向高壓、高精度、大功率的方向發展。因為這些大型的液壓系統的液壓部件是精密部件并在高壓力之下使用，所以需要良好的維護保養，以防止生銹、腐蝕、污垢、油變質等等。一旦液壓系統發生故障不能迅速，將導致停產，甚至會造成巨大的經濟損失。因此，液壓系統故障診斷作為一門實用性很強的學科，顯示它的重要性。人們對液壓系統的可靠性也提出了更高要求，液壓元件和系統狀態監測和故障診斷技術日益受到重視。

液壓泵是整個液壓系統的“心臟”，它是整個液壓系統中的動力源，對整個系統產生決定性的影響。它結構復雜、工作時間長，所以最容易發生故障。對于液壓泵，油液的清潔與否、冷卻效果或者使用者水平的高低都直接影響到他的壽命，同時液壓泵的性能的保持也直接影響到整個系統其他元件的壽命和系統的正常運行。所以提高系統中泵的水平，必定為液壓泵早期發現和預防，液壓系統系統的正常運行帶來極大的好處。

模糊H網是Petri網的改進型網絡，在處理信息方面也與Petri網類似。但是與Petri網相比H網只有一種H結點(也稱結點)，既能處理信息又能存儲信息。其表達能力比Petri網更強，更加適合于當前的診斷技術中。H網與貝葉斯相結合時，一方面彌補了貝葉斯無法實現大規模模型的缺陷，一方面讓H網具有更強的學習能力。

發明內容

本發明涉及一種基于模糊H網與貝葉斯方法的液壓泵故障診斷系統，來改善目前診斷技術中一些不足，讓工作人員完成更準確、高效的在線故障診斷。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

采用模糊H網和貝葉斯方法相結合對液壓泵故障進行實時分析，使系統檢測更加準確。STM32F103單片機是一款常用的增強型系列微控制器，芯片集成定時器，CAN，ADC，SPI，I2C，USB，UART，等多種功能，可以增強系統的智能化和準確性。適合用于液壓泵的故障診斷系統。

對液壓泵各類型故障原因進行歸納和分析，如液壓泵不轉，正常轉動但不吸油，工作室噪聲過大等因素進行詳細的歸納與分析，找出導致故障的原因，以此類推找出故障的最底層原因，再進行模糊H網的建模。再將模糊H網與貝葉斯理論結合的算法寫入程序中。

當液壓泵系統發生故障時，各個對應的檢測在傳感器將所檢測到信號轉換為電信號，再有A/D轉換器轉化為數字信號傳送如單片機中，由單片機對其進行系統的推理分析。鍵盤則作為各種功能鍵和數字鍵的處理，對單片機進行輸入。之后單片機再將分析結果顯示在LED管上，并進行同步輸出的發光報警信號，使報警裝置進行發光報警。

系統包括：STM32F103單片機(101)，液壓泵(102)，轉速傳感器(103)，溫度傳感器(104)，流量傳感器(105)，壓力傳感器(106)，LED顯示器(107)，發光報警裝置(108)，A/D轉換器(109)，鍵盤(110)，電源電路(111)；其中液壓泵(102)為診斷對象，液壓泵(102)檢測部位分別與轉速傳感器(103)、溫度傳感器(104)、流量傳感器(105)、壓力傳感器(106)相連進行各項參數的檢測，轉速傳感器(103)、溫度傳感器(104)、流量傳感器(105)、壓力傳感器(106)分別與A/D轉換器(109)相連接，然后將所得的模擬信號轉換為數字信號由A/D轉換器(109)輸入STM32F103單片機(101)中，STM32F103單片機(101)再與鍵盤(110)、電源電路(111)、LED顯示器(107)、發光報警裝置(108)相連；

STM32F103單片機(101)，用于系統的各個信息的接收與存儲，再利用程序進行故障診斷；

轉速傳感器(103)，對液壓泵的轉速進行檢測并變化為電信號；

溫度傳感器(104)，對液壓泵的溫度進行檢測并變化為電信號；

流量傳感器(105)，對液壓泵的流量進行檢測并轉化為電信號；

壓力傳感器(106)，對液壓泵系統的運行壓力進行檢測并轉化為電信號；

LED顯示器(107)，對各種數字信號進行顯示；

光報警裝置(108)，對故障情況進行發光報警；

A/D轉換器(109)，將模擬量轉化為數字數字量；

鍵盤(110)，作為功能鍵和對各種數字信號進行輸入；