基于二级模糊综合评判的液压系统故障诊断研究

　　在现代化工业生产中，人们对液压系统的安全性和可靠性要求越来越高.因此，建立和发展智能状态检测和故障诊断，保证液压系统安全可靠运行，具有十分重要的意义^[1]. 液压系统故障原因相互交织和影响，同一种故障往往有不同的表现，同一种症状又常常是几种故障共同作用的结果，严格说来故障特征与故障源之间是非线性映射. 此外，设备液压系统状态从正常到异常一般都有一个渐变过程，这时由于征兆的非典型表现也会出现判断的多义性.因此，过去处理这类问题主要是依靠经验方法而 无法纳入严格的数学分析范畴进行量化处理，因而很多问题不能很好地解决^[2].

　　随着模糊数学的产生及在工程领域的广泛应用，使得长期以来人们的故障诊断经验得以数学化地表达.模糊理论^[3]为描述与 处理广泛存在的不精确、模糊的事件和概念提供相应的理论工具，因为善于处理不确定、不准确的知识，符合人的自然推理过程，适用于测量值较少且无法获得精确 模型的系统，现已成为解决复杂系统故障诊断问题的重要的理论方法和实现工具，有着巨大的应用前景.本文采用模糊理论中的二级综合评判方法对液压系统故障进 行智能综合评判和故障诊断，将数学分析纳入液压系统故障诊断中，达到简单、可靠、高效的评判目的.

　　1　模糊理论的基础

　　1.1　一级模糊综合评判

　　一级模糊综合评判的基本步骤^[4-5]：

　　(1)确定因素集U={u₁，u₂，…，u_n｝，其中ui表示对该事物有影响的第i个因素(i=1，2，…，n)，它是被评价对象各因素组成的集合，实际工程中这些因素往往具有模糊性.

　　(2)确定评判集：评判集V={v₁，v₂，…，vm｝，其中vj表示评判的第j个等级(j=1，2，…，m)，它是由评语组成的集合.

　　(3)给出单因素的评判矩阵：即对单个因素ui的评判，得到V上的模糊集(r_i1，r_i2，…，r_im)，它是从U到V的一个模糊映射f，即

　　 （1）

　　式中：F(V)为从U到V的一个模糊映射;r_i1为ui对v1的隶属度.模糊映射f可以确定一个模糊关系R，模糊关系R即为模糊综合评判的评判矩阵.

　　 （2）

　　(4)定权重：在进行综合评判时，由于各因素地位未必相等，所以需对各因素加权，因此设计一个因素权重集：A=(a₁，a₂，…，a_n)，=1，0≤ai≤1.ai表示各因素的权重分配，作为因素集ui在总评判中影响程度大小的度量，可按一定算法确定，也可以通过专家评分得到.它与评判矩阵R按照加权平均型模式进行合成运算，可得各因素的综合评判.加权平均型模式用M(·，)表示，其中M为模式，“·”为相乘，“”为上限1求和，即xy=min(1，x+y).