基于自适应遗传算法的工程装备液压系统测试选择研究

　　0　引言

　　工程装备是我军武器装备的重要组成部分,担负着战场建设和作战工程保障任务。工程装备的故障主要产生于液压系统,液压系统的状态性能的好坏,直接影响到整机的性能[1]。目前,液压系统故障检测主要利用故障诊断的方法,较少从测试性设计方面考虑液压系统故障检测。

　　测试选择是测试性设计的一个重要内容,其目的在于减少测试点设置,以尽可能小的测试代价满足系统故障检测率和故障隔离率要求。传统液压系统故障诊断和检测的测试点布置没有进行合理的选择,从而导致重复测试,故障检测不全,测试资源浪费等问题。本文在分析液压系统故障的基础上,利用自适应遗传算法对液压系统测试选择问题进行求解,为工程装备液压系统测试性设计提供了良好的方案。

　　1　测试选择的数学描述[2]

　　为描述各级系统故障和测试的对应关系,采用故障———测试关系矩阵进行描述。设系统的待检测和隔离的故障集合为F={fi}, i=1,2,…,m,即系统待测试的故障有m个;能够对故障进行测试的测试集合为T={tj},j=1,2,…,n,即可采用的测试一共有n个。则系统对应的故障和测试关系矩阵表示为:

　　在该矩阵中,元素作a_ij为布尔变量,当测试ti可测得故障fj的信息时,对应的元素a_ij=1,否则a_ij=0。矩阵的行向量F_i=[a_i1,a_i2,…ain]表示第i个故障的测试信息,列向量Tj=[t_1j, t_2j,…, tmj]^T表示第j个测试所能测试到所有故障的信息。

　　2　建立转向液压系统故障测试矩阵

　　2.1　某型工程装备液压转向系统

　　转向液压系统是工程装备液压系统重要组成部分,主要由执行元件:液压缸(2个),控制调节元件:溢流阀(5个)、单向阀(1个)、换向阀(1个),动力原件:液压泵(2个),辅助装置:滤油器(1个)4个部分组成(图1)。该系统具有一般液压系统具有的4个部分,以该系统为对象进行测试点的选择方研究不失一般性。

　　2.2　液压系统测试点

　　对系统进行故障模式及影响分析,该系统存在的主要故障有13个。在分析系统故障的基础上,对系统进行测试点的初步布置。依据测试点布置的原则,在所有故障单元的进出口均布置测试点。该系统共布置了14个测试点。根据测试点所测信号的不同,分别测试油液温度、液位高度、油液污染度、压力、流量、振动、噪声等参数。故障属性和对应的测试如表1所示。

　　根据表1可得到该液压系统的故障测试矩阵如下: