液压系统故障诊断技术的研究现状与发展趋势
液压技术发展趋势
液压技术的发展趋势摘要：本文通过对传统液压技术的优缺点分析，同时结合现代科学技术和人类社会的需要，展望了液压系统在控制技术、环境适应性、元器件标准化，以及系统设计等方面的发展可能性。
关键字：液压技术液压发展液压传动是以流体作为工作介质对能量进行传动和控制的一种传动方式。
相对于其它传动方式而言，液压传动具有输出力大，结构紧凑，体积小，调速方便以及易于控制等优点，因而广泛应用于工业、农业和军事的许多机械设备上。
液压技术具有很大的发展空间。
一、液压技术的发展液压技术是在18世纪末英国制成世界上第一台水压机开始新起的，由于技术的原因，开始的很长一段时间内，它的发展很慢。
真正的发展和应用是上世纪50年代开始复苏的，液压技术以其突出的优点很快就成了工业中被积极探索穿新的对象。
经过半个多世纪的发展，液压技术经历了高速发展期（指液压技术在高速高压化问题上的突破阶段）、重视环保期、重视可靠性阶段和机电与一体化时期等发展阶段，液压技术也慢慢走向成熟了，成为了工业技术中的宠儿。
液压技术位现代工业创造了不可估量的价值。
目前，液压技术已成为衡量一个国家工业化水平的重要标志。
我国液压技术起步较慢，在西方国家已经成为发达国家时，早已成为工业国家时，我国才刚刚实现国家的独立，而且在建国初期还走了许多弯路，迟迟没有发展真正意义的工业，我国的工业技术远远落后于发达国家。
知道改革开放以来，中国在不断学习外国先进技术，液压技术也是受到外国液压技术的影响，在后来的30年中，我国的液压技术在不断的进步。
在工业发展的今天，我国的液压技术已经成为重点技术项目。
二、液压技术存在的问题液压技术已经应用到了许多机械设备，这也暴露了液压技术的许多问题，待需人们去解决，同时，我国的液压技术也低于其他国家。
据统计，世界各主要国家液压工业销售额占机械工业产值的3%~5%，而我国只占1%左右，这充分说明我国液压技术使用率低，液压技术还不够成熟，努力扩大其应用领域将有广阔的发展前景。
液压系统故障树分析技术的研究现状与发展趋势
Ｃ ｕ ｒ ｎ Ｒ ｅ ｅ ｒ ｈ ｎｄ ｒｅ ｔ ｓａ ｃ ａ Ｄ ｅ ｅｏ ｉ ｅ ｄ ｏ Ｆ ｕ ｔ Ｔｒ ｅ ｖ ｌ ｐ ｎｇ Ｔｒ ｎ ｓ ｎ ａ ｌ ｅ Ａｎａｙ ｉ ｆ Ｈ ｙ ｒ ｕｉ Ｓ ｓｅ ｌ ｓ ｇ ｙ Ａ ｈ ｎ－ ｕ Ｚ Ａ Ｙｎ － ｉ Ｈ ＮＧ ｉｇｙ Ｗ Ｇ Ｘ －ｅｇ ＡＮ ｕｒｎ Ｄ Ｇ Ｚｅ ＡＮ ｈ ｎ
Ａｂｔａｔ Ｔ ｅｃ ｒ ｎ ｅｅｒｈｏ ａ ｌＴｅ ｎｌ ｉ Ｆ Ａ ｏ ｙｒｕｉ ｓｓ ｍ ａ ｈｍ ｎ ｔ ｂｏｄｉ ｅｅｔ ｅｒ ｗ ｓｉｒｄ ｃｄ ｓｒｃ： ｈ ｕｒ ｔ ｓａｃ ｆ ｕｔ ｒｅＡ ａ ｓ Ｔ ） ｆ ｄａ ｌ ｙｔ ｔ ｏ ｅａ ｄａ ａｒａ ｎｒｃｎ ｙａｓ ａ ｔ ｕ ｅ． ｅ ｒ Ｆ ｙ ｓ（ ｈ ｃ ｅ ｎｏ
摘 要 ： 绍 了 近 年来 国 内外 液 压 系统 故 障树 分 析 （ Ａ 的 研 究 现 状 ， 重 总 结 了基 于 模 糊 数 和 基 于 Ｔ Ｓ模 型 的 液 压 系 统模 糊 Ｆ Ａ方 介 Ｆ ） Ｔ 着 — Ｆ
法 ， 述 了二 态 系统 、 评 多态 系统 重 要 度 和 模糊 重 要 度 等 重要 度 分 析方 法 ， 纳 了基 于 Ｆ Ａ 的故 障 诊 断 专 家 系 统 和 故 障 搜 索 方 案 等故 障 归 Ｆ 诊 断 优化 方 法 ， 出借 鉴 其 他 系 统 的 Ｆ Ａ 方 法并 移 植 到 液压 系统 中 、 现 有 的 Ｆ Ａ 方 法 与 其 他 算 法 相 融 合 是 液压 系 统 Ｆ Ａ 领 域今 后 指 Ｆ 将 Ｆ Ｔ
Ｈｙ ｒ ｕ ｉ ｓＰ ｅ ｍａｉｓ＆ Ｓ ａ ｓＮ ．． ０ ０ ｄａ ｌ ｎ ｕ ｔ ｃ ｃ ｅ ｌ／ ｏ ８２ １
液 压 系 故 障树 分 析 技术 的研 究 现 状 与发 展 趋 势 统
工程机械液压传动系统故障诊断技术的发展
［］ １ 孙广忠 ． 工程地质与地质工程［ ． Ｍ］ 北京 ： 地震 出版社 ，９ ３ １９ ． ［］ ２ 王洪勇 ． 综合 超前地 质预报 在 圆梁 山隧道 中的应用 ［］ 现代 Ｊ．
隧 道技 术 ，０ ４ ３ ５ —６ ２０ （ ）５５ ．
４ 结语
１针 对隧道实 际地 质条 件 ， 定有针对 性的超前 预报方 案 ， ） 制 掌握工程潜在不 良地质体 的雷达信 号特征 ， 结合洞 内外地 质观 并
察进行数据分析和判读 ， 方能显著提高预报精度 ， 减少误报 。
［ ］ 永贵 ， ３赵 刘 ［］ ４薛
［］ ５李
浩， 孙
宇， 隧道超前地质预报研 究进展 ［ ． 等． Ａ］
隧道超 前地 质预报技 术交流会论文 集［ ．０ ４ Ｃ］２０ ．
２ 通过短距 离 、 ） 高频率预报 ， 可提 高预测准确性 ， 及时发 现隧 道存在的破 碎带 、 富水 区及坡 积层厚 度 ， 保 障施工安 全提供有 对
械可靠性的检测。
关键 词 ： 程 机 械 ， 工 液压 系 统 ， 障 检测 故
中图分类号 ： ６ ７ ＴＵ ０
文献标识码 ： Ａ
参数 和整个系统特 征参数的检测 。它是 现 代工程机械液压系统 向着高性能 、 高精度和 复杂的方 向发 常是 系统 中的重要元件 ） 展， 液压系统 的可靠 性成 了一个 十分突 出的 问题 ， 液压系统 的故 整个 故障检测 与诊断系统的重要环节 ， 要求实时 、 准确地 获得各参
障检测 和诊 断技术成 为液压 技术 发展 的一个重 要方 向。由于液 数 的真实信号， 因此在传感器设计 、 、 选择 安装上要做大量 的工作 。
压系统 的工作元件及工作介质的封闭特性 ， 给系统 的状 态检测及 不解体在线故障诊断 带来 困难 ， 目前 ， 主要还停 留在 人工巡 回检 测和定期检修 的基础 上。近年来 ， 由于计 算机技术 、 检测技术 、 信
液压技术的发展现状和趋势
液压技术的发展现状和趋势Last updated on the afternoon of January 3, 2021内蒙古科技大学课程论文论文题目液压传动技术现状及趋势学生姓名刘颖学号专业班级机09-9班指导老师钟金豹液压技术的发展现状及趋势摘要：液压与气压传动相对于机械传动来说是一门新兴技术。
二十一世纪国内外的液压技术日渐走向成熟，但由于液压技术存在的一些优缺点，导致液压技术的发展速度受限。
本文介绍了液压传动技术的一些优缺点和国内外液压技术的一些发展状况和趋势。
关键词：液压技术发展趋势发展现状新兴技术国内外液压液压与气压传动相对于机械传动来说是一门新兴技术。
从1795年世界上第一台水压机诞生起，已有几百年的历史，液压传动技术被广泛采用和有较大幅度的发展是由19世纪崛起并蓬勃发展的石油工业推动起来的，最早实践成功的液压传动装置是舰船上的炮塔转位器，其后出现了液压六角车床和磨床，一些通用车床到20世纪30年代末才用上了液压传动。
第二次世界大战期间，在一些兵器上用上了功率大，反应快，动作准的液压传动和控制装置，大大提高了兵器的性能，也大大促进了液压技术的发展。
战后，液压技术迅速转向民用，并随着各种标准的不断制订和完善，各类元件的标准化，规格化，系列化而在机械制造，工程机械，材料科学，控制技术，农业机械，汽车制造等行业中推广开来。
由于军事及建设需要的刺激，液压技术日益成熟。
20世纪60年代后，原子能技术，空间技术，计算机技术等的发展再次将液压技术推向前进，使它发展成为包括传动，控制，检测在内的一门完整的自动化技术，在国民经济的各个方面都得到了应用。
如工程机械，数控加工中心，冶金自动线等。
液压传动在某些领域内甚至已占有压倒性优势。
液压传动是以流体作为工作介质对能量进行传动和控制的一种传动形式。
利用有压的液体经由一些机件控制之后来传递运动和动力。
因而在工程机械、冶金、军工、农机、汽车、轻纺、船舶、石油、航空和机床行业中，液压技术得到了普遍的应用。
目前国内外液压技术现状及发展趋势！
⽬前国内外液压技术现状及发展趋势！⼀、国内液压技术现状液压技术相对机械传动来说是⼀门新技术，从17世纪中叶巴斯卡提出静压传递原理，珠世纪末英国制成世界上第⼀台⽔压机算起也只有⼆、三百年的历史。
近代液压系统技术在⼯业上真正推⼴使⽤亦是本世纪中叶以后的事，⾄于它和微电⼦技术密切结合、得以在尽可能⼩的空间内传递出尽可能⼤的功率并加以精确控制，更是近15年内的新事物。
我国液压⾏业已形成了门类齐全，有⼀定⽣产能⼒和技术⽔平，初具规模的⽣产科研体系。
⽬前全国约有近300家企业，还有液压研究室(所)、国家级液压元件质监督检测中⼼以及国家重点实验室。
我国液压站已可为⼯程机械、农业机械、机床、塑机、冶⾦、矿⼭、⽯油化⼯、铁路、船舶、轻⼯机械提供⽐较齐全的产品。
⽬前，液压元件产品约有1000个品种，近10000个规格。
通过科技攻关和技术引进，产品⽔平有⼀定提⾼，⽣产出⼀些具有世界⽔平的产品。
另外，在CAD和CAT技术、污染控制、故障诊断、机电⼀体化、海⽔及⾼⽔基溶液的应⽤、现代控制技术的应⽤等⽅⾯也取得可喜成果，不少成果并已⽤于⽣产。
我国液压⼯业重视同国外企业进⾏有效的经济和技术合作，近年来先后从国外引进了很多液压元件和液压系统等制造技术，为提⾼产品⽔平和⽣产能⼒起了重要作⽤。
⽬前已和美国、⽇本、德国共同建⽴了某些合资企业，这些企业将推动我国液压⼯业的发展。
⼆、国外液压⼯业发展概况;(1)液压⼯业⽣产规模在国外，液压⼯业的发展速度⾼于机械⼯业。
美、⽇、德等主要国家⼈均产值以⽇本为最⾼，其主要原因是⽇本⼯⼚设备⾃动化程度⾼和⽣产管理完警。
此外，⽇本各企业外协盘⼤，它将⼀些零件扩散给协作⼚加⼯，实现零件专业化,这也是销售额⾼的原因之⼀。
(2)世界液压⼯业市场概况:A）液压产品需求动向液压技术的应⽤领域越来趣⼴泛，据分机建筑⼯程机械、农机等⾏⾛机械是液压⼯业的主要⽤户，在产业机械中，机床、冶⾦，塑机是主要⽤户。
由于机床、塑机、万味吕⼊等⾏业部分传动已被电⽓传动所取代，其需求量减少，建筑、⼯程、冶⾦等需要量的⽐重。
液压支架电液控制系统故障诊断分析研究
液压支架电液控制系统故障诊断分析研究摘要：现如今，经济在迅猛发展，社会在不断进步，煤矿行业在我国发展十分迅速，液压支架是煤矿开采的关键设备，而液压支架电液控制系统作为一种全新的液压支架控制手段，替代了传统的人工手动控制，使液压支架实现了自动化，进而实现了煤矿井下综合机械化开采。
目前，液压支架电液控制系统在中国综采工作面已得到了广泛的应用，实现了液压支架的自动化，同时降低了工作人员的工作强度，提高了煤矿开采的质量和效率，确保了煤矿开采的顺利进行。
液压支架电液控制系统结构复杂，包含各种元件，数量众多，因此出现故障的概率也比较高。
同时井下工作环境比较恶劣，复杂多变，而当前控制系统故障诊断功能还不够成熟，一旦在使用过程中出现故障，就需要维修人员逐一排查，并且有些故障点不能被及时且准确地定位到，进而导致液压支架电液控制系统达不到预期效果，不利于安全生产。
因此分析液压支架电液系统故障并制定相应的防治措施，对于实现安全生产有重大意义。
关键词：液压支架；电液控制系统；故障诊断；液压系统；电气系统引言液压支架作为煤矿开采工作的主要设备之一，其一直工作在采煤工作的最前沿，对于保障安全生产及高效采煤工作至关重要。
由于工作环境恶劣，液压支架工作的可靠性受到较严重的挑战，尤其是实施自动化控制的液压支架，由于其电液控制系统结构复杂，涵盖了液压、电气、监控、通信等技术，液压、电气等元件数量众多，故障率也随之升高，而且这些元件较难进行快速排查及定位，故障处置起来难度较大，容易导致液压支架电控系统不同程度的失效，影响液压支架功能发挥，对安全生产不利。
1工作原理要了解液压支架电液控制系统发生的故障,首先要知道主要工作原理和各环节的关键部件,也需要了解由设计、安装、使用、维修整个过程中随时可能出现的问题,并做出相应的举措,并通过可视化、数字化的方式呈现给大家,这样才能更好的识别系统的故障并实施相应的措施。
“电”和“液”作为系统的能量源泉,通过键盘等按钮发出命令,电磁推杆推动别的部件操控液压支架油缸。
液压系统故障诊断技术的现状与发展趋势
Ｐｒ ｓ ｎ ｉｕａ ｉ ｎ ａ ｖ ｌ ｐｍｅ ｔ Ｔｒ ｎ ｆＦａ ｌ ｒ ｅ ｅ ｔ Ｓ ｔ ｔｏ ｎｄ Ｄｅ ｅ ｏ ｎ ｅ ｄ ｏ ｉｕ ｅ
Ｄｉｇ ｏ ｉ ｃ ｎ ｌｇ ｆｔ ｅ Ｈｙ ｒ ｕｉ ｙ ｔｍ ａ ｎ ｓｓＴｅ ｈ ｏｏ ｙ ｏ ｄ ａ ｌ Ｓ ｓｅ ｈ ｃ
Ｋｅ ｗｏ ｄ ： Ｈｙ ｒ ｕ ｉ ｙ ｔｍ ； Ｆ ｉ ｒ ｉｇ ｏ ｉ ； Ｐ ｅ ｅ ｔｓｔａ ｉｎ； Ｄｅ ｅ ｏ ｍｅ ｔ ｒ ｎ ｙ ｒｓ ｄａ ｌ ｓ ｓ ｃ ｅ ａｌ ｅ ｄａ ｎ ｓｓ ｕ ｒｓ ｎ ｉ ｔ ｕ ｏ ｖ ｌｐ ｎ ｅ ｄ ｔ
液压 系统故 障诊断技术是 随着液压设备不 断高度 自动化 和复杂化 以及对液压系统工作可靠性要求越来
术 的现 状 和 发 展 趋 势 进 行 综 述 。
故障机理知识 ，可 以定性 地利 用 图形 或表格 等形式 ，
直观地表示出来 ， 光 国。 在所编著 的 《 嵇 。 液压系统机
械故障排除和修理大全》 中运用 的方框 图、鱼刺 图分 析法。Ｗａ ｏ 和 陈 章 位 等 针 对 主要 液压 原 部 件 ｔｎ ｔ （ 、马达 、阀、液压缸 ）及 辅助 元件 的常 见故 障类 泵 型 、主要征兆 、主要原因及解决办法有详尽 的列表 。
身安全 、造成环境污染 ，带来 巨大 的经济损失 。因此 如何保证液压 系统 的正常 运行 ，怎样及 时发现 故障 ， 甚至提前发现故 障的征兆 ，都是亟待解决 的问题 。对 于液压 系统 故 障 诊 断 技 术 前 人 做 了大 量 的研 究 工 作 ，本文在前人研究的基础上对 液压系统诊 断技
２０ ０ ８年 ｌ ０月
机床与液压
ＭＡＣＨＩ ＮＥ ＴＯＯＬ ＆ ＨＹＤＲＡＵＬＩ ＣＳ
机械液压系统及其故障诊断技术的现状和发展趋势研究
１ 我 国工 程液 压 技术 发展 现状 据国家统计局统计 ， “ 十一五 ”末 ，我国工程机械市场需求量值 已 达到二千多亿元 ，非洲 、 南美 、南亚和东欧国家的基础设施 （ 铁路 、公 路建设 ） 热潮渐渐兴起 ，预计有较大 的发展空间。同时 ，中国品牌的液 压设备纷纷 出口到邻国 ， 的质量先进的甚至还出 口 有 到欧美等发达国家 和地 区，和世界领先水平 ，一比高低 。据统计 ，２ １年 ，我 国液压产品 ００ 出口到 国外 已经超过７ ％，它已成 为中国机械工业增幅最大的子行业。 ０ 有鉴 于此 ，我 国已成为世 界第三大工程 机械制造 国。预计今后 的若干 年 ，我国液压行业每年仍会保持高速度增长。 我国液压产 品有一定生产能力和技术水平 的生产科研体系 。尤其是 近段时 间以来 ，随着生产力发展水平 的进一步提高 ，科学技术 的突飞猛 进 ，基础产品 业得到国家较大的扶持 ，装备水平有所提 高， 目前 已能 生产多种产品 ，规格齐全 ，已能为汽车 、工程机械 、农业机械 、机床 、 塑机 、冶金矿山 、发电设备 、石油化工 、铁路 、船 舶 、港 口、轻工 、电 子 、医药以及 国防Ｔ业等领域提供品种基本齐全的产 品。 在科研这一环节 ，我 国已通过科研攻关和高校 、企业互相配合的方 式在液压伺服 比例系统和元件创造 出成果并 已应用于生产 。在产 品 自 动 化和智能化方面也小有成绩 ，并得 到广泛应用。并且在 国内外建立 了不 少独资 、 合资企业 ，一方面 ，为我 国各行各业提供了高技术高水平 的智 能产品 ；另一方 面，我国的液压技术也在行业上有较大的提升。
状与趋势 ，以及故 障诊断技 术现状和 发展趋势 ，以便 为推进我 国工程液压 行业继续 向前发展 提供依 据。 关键 词 液压技 术 ；现状 ；发展趋 势 ；故 障诊 断
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
７
ｈｙ℃ｈｕｌｉｃ ａｃｔｕａｔｏｒ ｃｉｒｃｕｉｔ ｕｓｉｎｇ ｎｅｕｌ．ａｌ ｎｅ艄ｒｏｒｋｓ”的学 术论文，主要对二阶液压舵机系统的输出矢量空间 进行神经网络故障诊断［８】；１９９９年ＣＨＲ对动态专 家系统进行研究，开发了相应的专家系统应用软
件［５Ｊ；２００３年，哥伦比亚学者ＬＩＮ』埘Ｃ等［９】采用神
障将导致整个液压系统瘫痪，因此液压泵故障诊断 是能源系统故障诊断的关键【３，１ ２１，常见的柱塞泵故 障模式如表１所示［２—６，１ ２１。
表ｌ液压泵故障机理分析
从表ｌ可以看出，球头松动和配流盘偏磨等故 障特征较为明显，诊断相对容易；液压泵泄漏和轴 承损伤故障特征信号微弱，容易被环境噪声淹没， 需要采取先进的诊断策略才能可靠、有效地诊断出 故障。 ２．２液压伺服系统故障机理分析
击萎霪裳嚣；ｉ；；：：萎≯元件受冲
力嚣阀输出１亘定’流量’系统压 压雾黧？嘉喜釜蕻下降’
输出增益大小变化
传感器输出有一恒定偏差
突变故障’故障特征明显
缓变故障’故蚓例显，故障特征难以提取
突变故障，故障特征明显
突变故障，故障特征明显
。。篓堂置璺．翌兰箩量补偿电路故
障或输出引线断路
。曼鎏挲釜二鎏妻：。蒌銎≥皇蹩干
析方法全面分析和研究了轧机液压系统故障，提出 对液压系统故障诊断有指导意义的原则；２００３年杨 光琴【５】对小波、小波包分析和多传感器信息融合技 术在液压泵故障诊断中的应用作了大量研究；同年 该教研室张若青［８】采用动态神经网络进行了液压余 度舵机伺服系统故障诊断，并通过仿真和试验验证 了多步预测神经网络对余度舵机进行故障诊断的有 效性。
这里首先介绍了近年来国内外液压系统故障
随着液压系统向质量轻、体积小、高压化、功 诊断的研究现状；其次从液压能源和伺服系统两个
率密度大和变压力等方向发展【ｌ】，液压系统的规模、 方面分别进行故障机理分析，指出能源和伺服系统
功能、复杂程度及自动化水平日益提高，人们迫切 故障诊断的难点问题；然后着重对液压能源和伺服
如图ｌ所示，液压伺服系统主要由伺服阀、传 感器及执行机构（液压缸、马达）组成，各元件常见
万方数据
故障如表２所示瞄。６，ｌ川。 从表２可以看出，对于伺服阀卡死、传感器输
出恒增益等突变故障，故障特征明显，诊断方法较 多；对于伺服阀泄漏、传感器输出漂移等缓变小幅 值故障，由于液压系统工作环境恶劣，传统方法不 能有效分离环境干扰和缓变故障，需采取鲁棒诊断 策略，减少环境噪声等未知输入干扰的同时增强缓 变小幅值故障对决策函数的影响强度。
经网络非线性辨识的方法对电液伺服系统中的故障 进行建模，据此实现系统故障诊断。同年，加拿大 学者ＡＮ等【ｌｏ】采用广义卡尔曼滤波方法对液压系统 状态进行估计预测，实现液压系统电气环节的故障 诊断。
在国内，液压系统故障诊断研究起步较晚，但 发展迅速。１９８６年浙江大学路甬祥、陈章位等对液 压系统故障机理与诊断技术作了深入的研究；１９９２ 年燕山大学赵永凯等、上海大学邱泽鳞和陆元章等 利用振动信号进行了液压系统故障诊断研究；２０００ 年燕山大学高英杰采用信号处理与人工智能诊断技 术相结合的方法，实现对ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｇａｕｇｅ ｃｏｎｒ０１）液压系统的故障诊断【１１】；自１９９４年以来北京 航空航天大学自动化学院机械电子工程系开始从事 液压系统故障诊断的研究，相继利用专家系统、神 经网络、小波分析、鲁棒智能监测与诊断方法实现 液压泵、液压舵机系统故障诊断［４．６，８，１２】。其中该学 科３０３教研室王少萍【１２】在全面分析液压泵故障机理 的基础上，采用神经网络、专家系统对液压泵故 障进行了全面深入研究，取得了良好效果；１９９７年， 董选民［４】对液压系统鲁棒故障诊断做了有益的研 究，提出了基于神经网络和模型观测器的鲁棒故障 诊断策略；２００２年该教研室黄志坚［６】采用故障树分
ＨＵＮＴ为首的英国Ｂａｔｈ大学和以ＡＣＯＬＬＡＣＯＴＴ 为首的英国机器保健和状态监测协会（ＭＨＭＧ＆
诊断困难。
ＣＭＡ）最先开始研究液压系统故障诊断技术，通
液压系统故障诊断经历了长期的发展过程。最 初主要依靠简单的诊断仪器，凭借工作人员的丰富
过在液压能源系统上安装加速度传感器及压力传 感器实现了液压泵故障诊断，此时故障诊断的方
￥航空基金ｔ０４Ｅ５１０１３）及高校青年教师奖资助项目。２００５１１２０收到初稿， ２００６０２１０收到修改稿
故障诊断方法得到了广泛的研究；１９９８年Ｂａｔｈ大 学的ＧＲＯＷＴＨＥＲ发表了题为“Ｆａｕｌｔ ｄｉａｇＩｌｏｓｉｓ ｏｆａ
万方数据
２００６年９月
周汝胜等：液压系统故障诊断技术的研究现状与发展趋势
８
机械工程学报
第４２卷第９期
故障类型
喷嘴堵塞 伺
服
滑阀卡滞
阀
泄漏
输出恒增益
传 感 输出恒偏差
器 、
卡死
漂移
执
行
泄漏
机
构
爬行
卡死
表２液压伺服系统故障机理分析
故障原因
故障现象
故障特点
油液污染
统票篓偏增大’频响下降’系 ‘突变故障，故障特征明显
油液污染或滑阀变形
刃边磨损或径触阀心磨损
灵敏系数调整电路电桥故障
是基于人工智能的诊断方法发展迅速。加拿大学 者丑虹ＧＥ和ＷＩＮＳＴｏＮ研究了用于卫星跟踪天
近年来，随着信号处理技术、人工智能技术和 控制理论等基础学科的迅速发展，液压系统故障诊
线驱动的液压系统故障诊断【４Ｊ；ｗＡＮＧ等开发了故 障诊断专家系统以研究稳态液压伺服系统的故障
断在国内外得到了广泛重视并取得了重要进展。从 监测及诊断；１９９１年英国Ｗａｌｅｓ大学ＣＡＲＤＩＦＦ
此外，针对液压泵故障特征提取困难的瓶颈问 题，有学者提出基于分形理论的液压泵故障诊断方 法，运用分形理论提取故障特征矢量【２’ｌ ８Ｉ。 ３．１．２基于人工智能的液压泵故障诊断方法
故障现象便于观察，故障特征明显
径向不平衡或油液污染
执行机构不受控制
的故障诊断方法 目前液压泵故障诊断方法主要有基于信号处理
的方法和基于人工智能的方法。 ３．１．１基于信号处理的液压泵故障诊断方法
基于信号处理的方法是利用信号的数学模型， 如相关函数、频谱、自回归滑动平均模型，直接分 析监测信号，提取诸如方差、幅值、频率等故障特 征参数，通过与泵源正常工作时特征参数值比较， 实现液压泵故障诊断。基于信号处理的方法又可分 为时域分析、频域分析、时频域分析及多传感器信 息融合等四种方法【３，５’１１’ｌ ４１。
经验，通过感观诊断、油样分析及故障树等分析方 法诊断系统故障。文献［２］应用方框图、鱼刺图等分 析方法，对主要液压元件（如泵、马达等）的故障模
法大多还处于直接参数（振动、压力和流量等）测 量和基于信号处理的阶段。２０世纪８０年代初期至 ２０世纪９０年代末，液压系统故障诊断技术特别
式及诊断策略作了详尽的研究，这类方法一般只能 对系统故障进行简单的定性分析。
２液压系统典型故障机理分析
图１为一典型液压伺服系统原理图，系统由能
源和伺服子系统组成，由于结构和功能不同，能源
和伺服子系统故障模式及其故障诊断方法也不尽相
同，下面将分别展开分析讨论。
ｌ匾亘亟蛙鬟画
液压能源系统
匕坠纠一 图１液压系统原理图
液压伺服系统
２．１液压能源系统故障机理分析 液压泵是液压能源系统的核心部件，液压泵故
轴承损伤、泄漏等微弱特征信号，小波分析是行之 有效的方法ｐ声，ｌ ５ｌ。
为解决小波分析带来的“高频低分辨”问题， 文献［３】研究了正交小波包分解的频带分割能力。小 波包分解过程是信号低通滤波和高通滤波的过程， 正交小波包分解对小波变换没有细化的高频部分进 一步分解，自适应地选择频带，使之与信号频谱相 匹配，提高信号时频分辨率。
扰或加工造成弹性体内力不平衡
运动件磨损或密封圈失效
运筹糕嚣小稳定流量或
。。竺竺兰竺曼望：耋值，执行机
构位置可能超过极限
釜翼篓冀望较正常，输出值有
一缓变偏移量
统嚣蒹度较正常时变慢一
运动件出现爬行现象
突 ～变…故障～，…故障”特一征明一显
…………”……………—一 缓变小幅值故障，故障初期故障特征不明显
特筹嚣故障特征容易被环境干扰淹’没’故障
（３）时频域分析方法。泵源壳体振动信号包含 丰富的冲击成分，呈现典型的非平稳时变特征，需 要从时域和频域综合描述振动信号，才能有效提取 故障特征信息，这是小波分析的重要特性。小波变 换在时域和频域均具有良好的局部化性质，可用多 重分辨率来刻划信号局部特征，适合于探测正常信 号中夹带瞬态反常现象并展示其成分，对于液压泵
诊断和预报技术具有重要的现实意义，已经成为工 程技术领域研究的热点问题１２刮。
１ 液压系统故障诊断研究现状
液压系统是一个典型的高度非线性系统，系
统各回路之间相互干涉，使其失效形式、故障机
液压系统故障诊断始于２０世纪６０年代【３Ｊ，以
理复杂多样；系统内部动力传递封闭，参数可 测性差，故障信息难以提取，导致液压系统故障
希望提高系统的可靠性与安全性。为此采取了提高 系统故障诊断方法分别进行归纳总结，指出各种诊
液压元件可靠性、对系统进行高可靠及容错设计等 断方法的优点、局限性及适用范围；最后结合实现
一系列措施。即便如此，由于诸多不可避免的因素， 液压系统难免会出现故障，因此研究液压系统故障
难点和关键技术，探讨了液压系统故障诊断今后的 发展趋势。
学科发展方向来分，诊断方法可归纳为三大类【２。７】：
教授研究了液压系统基于多层感知机（ＭＬＰ）的神
基于信号处理的方法、基于人工智能的方法和基于 经网络故障诊断方法ｐＪ：１９９７年法国学者ＧＡＤＤ—
解析模型的方法，这些方法分别在故障监测、故 ＯＵＮＡ采用未知输入观测器对液压系统进行故
障诊断，在此前后，基于未知输入观测器的鲁棒