基于模糊理论的液压油泵车故障诊断

　　1 引言

　　随着现代工业和科学技术的飞速发展,各种设备日趋复杂化、大型化、智能化,相应的故障模式也越来越多,越来越难以诊断。当前的故障诊断技术主要有两种:一是基于系统数学模型的方法,对系统状态进行观测或参数估计,根据检测残差得到故障特征以实现故障诊断;二是基于知识的方法,不依据数学模型,而是根据故障现象与故障模式之间的因果关系进行故障诊断。前一种方法由于很多系统难以建立精确的数学模型,适用性不强;后一种方法基于知识,面对系统的不确定性和模糊性,也能做出准确诊断,应用范围广泛。

　　航空液压油泵车是一类大型的航空地面保障设备,具有为飞机提供液压能源、油液清洁、加注和补油等功能。尤其是油泵车的液压系统,结构复杂,故障现象多样,故障模式较多。且其故障现象和故障模式往往不是一一对应的:一种现象可能出现在多种故障模式中;一种故障模式有多个故障现象,且故障现象与故障模式之间的关系具有模糊性。本文针对目前军用机场使用最为普遍的YYBC-2型航空液压油泵车,设计了基于模糊理论的故障诊断系统,提高了诊断效率和可靠性。最后通过诊断实例验证了系统的有效性。

　　2 模糊诊断理论基础

　　模糊诊断理论首先需建立设备故障现象集和故障模式集。

　　假设设备的所有可列的故障现象有n个,则故障现象集可表示为

　　 (1)

　　假设设备的所有可列的故障模式有m个,则故障模式集可表示为

　(2)

　　如果故障现象(i=1,2,…,n)对故障模式(j=1,2,…,m)的隶属度为([0,1]),则二者的模糊关系矩阵为(3)

　　上式中反映了第i个故障现象与第j个故障模式间的关系强度。若=0,表示第i个故障现象与第j个故障模式没有关系。越大则第i个故障现象与第j个故障模式之间关系越密切。

　　以二值逻辑“1”和“0”代表各个故障现象的“有”和“无”,可得故障现象矢量V

(4)以设备对各个故障模式的隶属度代表各个故障模式,可得故障模式矢量U

　 (5)

　　模糊诊断方法的实质是根据模糊关系矩阵R和故障现象矢量V进行模糊模式识别,从而得到引起故障现象的最可能的故障模式。故障诊断的诊断方程表示为

　(“O”为模糊算子) (6)

　　3 模糊关系矩阵

　　模糊关系矩阵是模糊故障诊断的关键组成,对于故障诊断的结果有重要影响。为了保证得到逼近实际的模糊关系矩阵,可以采用综合专家打分和模糊统计的方法。