模型與數(shù)據(jù)混合驅(qū)動的軸向柱塞泵健康評估方法_第1頁
模型與數(shù)據(jù)混合驅(qū)動的軸向柱塞泵健康評估方法_第2頁
模型與數(shù)據(jù)混合驅(qū)動的軸向柱塞泵健康評估方法_第3頁
模型與數(shù)據(jù)混合驅(qū)動的軸向柱塞泵健康評估方法_第4頁
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文檔簡介

研究背景液壓系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械、航空航天、海洋工程等多個(gè)領(lǐng)域的重大裝備，是高端裝備制造業(yè)的基礎(chǔ)。軸向柱塞泵被譽(yù)為液壓系統(tǒng)的“心臟”，在高壓力、大流量、強(qiáng)沖擊等惡劣負(fù)載工況下，容易出現(xiàn)磨損、疲勞、空蝕等故障，嚴(yán)重影響裝備的安全可靠運(yùn)行。因此，亟需針對軸向柱塞泵開展預(yù)測性維護(hù)研究。相比于目前大部分故障診斷研究著眼于柱塞泵事后的故障診斷，健康評估則更關(guān)注設(shè)備當(dāng)前健康狀態(tài)，是實(shí)現(xiàn)柱塞泵“防患于未然”的關(guān)鍵。圖1柱塞泵典型失效形式研究方法本文針對摩擦副磨損泄漏這一柱塞泵典型失效形式，提出了一種模型和數(shù)據(jù)混合驅(qū)動的柱塞泵健康評估方法。首先，建立柱塞泵容積損失物理模型，利用健康樣本數(shù)據(jù)求解柱塞泵容積損失系數(shù)向量；其次，使用健康樣本的容積損失系數(shù)向量訓(xùn)練支持向量數(shù)據(jù)描述模型(supportvectordatadescription,SVDD)；最后，采用訓(xùn)練好的SVDD模型度量測試樣本與歷史健康樣本在高維空間中的距離，并以此構(gòu)建一個(gè)反映柱塞泵健康水平的無量綱評價(jià)指標(biāo)HI(healthindex)。圖2

模型與數(shù)據(jù)混合驅(qū)動的軸向柱塞泵健康評估流程文章創(chuàng)新點(diǎn)(1)建立了柱塞泵容積損失物理模型，利用柱塞泵多工況點(diǎn)處的壓力、流量及轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)，求解出柱塞泵容積損失系數(shù)；(2)提出了基于容積損失物理模型和SVDD數(shù)據(jù)模型的柱塞泵健康評估方法，構(gòu)建出表征柱塞泵健康水平的無量綱指數(shù)HI。圖3

柱塞泵性能測試與磨損泄漏模擬試驗(yàn)圖4測試樣本相對健康樣本的高維特征距離圖5不同健康狀態(tài)下柱塞泵健康指數(shù)結(jié)論(1)柱塞泵容積損失包括泄漏損失與壓縮損失，泄漏系數(shù)能夠表征柱塞泵關(guān)鍵摩擦副的磨損及泄漏程度，泄漏系數(shù)越大則摩擦副磨損泄漏越嚴(yán)重；(2)柱塞泵健康指數(shù)HI可由高維特征空間中測試樣本與健康樣本的相對距離度量，HI取值范圍為[0,1]，HI值越小則表明柱塞泵性能退化越嚴(yán)重；(3)本文所提方法在柱塞泵早期性能退化評估方面有待提高

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