液压系统故障信号的小波包检测方法

机械设计与制造第12期190M ar hi ner y D es i gn&M anl l f ar l ure2010年12月文章编号：l ool一3997(2010)12一0190一03液压系统中油箱温度信号的小波消噪处理．杨建平帅晓勇(井冈山大学电子与信息工程学院，吉安343009)T he t em per at ur e Si gnal s of t ank i n hydr au¨c syst e m de—nO i Sed by w aV eI et t r an s f O r mY A N G J i an—pi ng，S H U A I X i a o—yong(Sch001of El e ct roni cs and I n“)rm at i on，J i nggangs ha n U ni ver s i t y，Ji’an343()09，C hi na)，。

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、；【摘要】为高精度对液压系统进行状态监测、在线自动控制，要通过传感器获取液压系统工作时；{的油箱温度数据，并对含噪的油箱温度信号进行消噪处理。

针对不同小波基处理信号时的效果不同，探；；讨了正交小波基和具有线性相位的双正交小波基对不同噪声水平信号的消噪效果，得出选择小波基的；；一般方案，并选用双正交小波基对油箱温度信号的消噪处理。

；；关键词：小波变换；油箱温度信号；小波基；?【A bst r ac t】，n o捌e r￡D cn，7诒s o肛￡^e condif i D凡，，zo几i￡or or t^已。

凡zi，ze饿正f D，n以记c on￡，．o艮，，l D，℃p，℃c括e，?；￡^，D“g^￡^e s e，酗D r f o ge￡￡^e￡P，7妒e r(托“，．e如Ⅱ矿f^e￡肌后i凡^)，d，祝ⅡZ如s弘把，孔Ⅱnfz t o cc扫7y o几f^e f ze，}D括西蟛；：旷t^e，砌括ed把，印er越“肥si伊n如．肪秽如彬矿fk d派肥m彬倒e彪￡6伽e^哪￡k d班陀m如一肋蠡i，辔咖c￡，!；危∞d函cw sed z胁。

基于小波分析的液压缸内泄漏检测方法本发明涉及一种液压缸内泄漏检测方法，特别涉及基于小波分析的液压缸内泄漏检测方法。

背景技术：液压系统广泛应用于工程机械、汽车制造、海洋工程、控制系统及产品的自动操纵等领域，许多液压元件也应用于这些领域。

液压缸是液压系统中关键部件，它可以实现液压能量的存储、转换和控制，具有安全可靠、寿命长、密封好等特点。

此外，它还可以通过潜在的液压缸内部泄漏来改变工作过程中的性能和物理性能，甚至危及系统安全。

因此，液压缸内部泄漏的检测是一个重要的技术研究问题。

本发明内容：本发明提出了一种基于小波分析的液压缸内部泄漏检测方法，旨在有效地检测液压缸内部泄漏，并能够有效地改善液压缸内部泄漏的检测效率和准确性。

本发明的液压缸内部泄漏检测方法的具体实施方法包括：（1）采集液压缸内表面声压信号，并将其转换为数字信号；（2）对这些数字信号进行小波变换，得到小波系数矩阵；（3）对小波系数矩阵进行基于特征的优化处理，以提取有益特征；（4）从有益特征中选择有关液压缸内部泄漏检测的有效特征；（5）基于有效特征建立液压缸内部泄漏检测模型；（6）根据模型的结果，对液压缸内部的泄漏进行检测。

本发明在对液压缸内部泄漏进行检测时，利用小波分析技术，有效提取出液压缸内部泄漏检测的有效特征，建立检测模型，因而能够有效提高液压缸内部泄漏的检测准确率和效率，可以准确检测出液压缸内部泄漏的位置，并能够及时发现液压缸内部泄漏问题，避免对液压缸内部组件造成损害，节约成本。

结论：本发明提出了一种基于小波变换的液压缸内部泄漏检测方法，利用小波分析技术，从液压缸内表面声压信号中有效提取出有效特征，从而准确检测出液压缸内部泄漏，有效改善检测准确率和效率，可以有效避免液压缸内部泄漏造成的损害，从而节约成本。

本发明的研究成果，可以为建立液压缸内部泄漏的检测系统提供科学的依据，再次证明了小波分析技术的强大作用。

基于小波消噪的液压泵故障诊断李自光周小峰（中国长沙科技大学机械动力自动化学院）概述：本文在传统方法和波形方法上进行了一个对比。

传统的方法在时常发生的领域被认为是一种信号，他的不一致在特定的时间不能有和在时间任何的突然变化轴将会影响整个的信号波图解。

对平稳在方法上面只是合理的信号, 除了非平稳以外。

后者可以在同时发生处理及时领域和时常发生的领域之间的信号。

经过用波形分解信号，把握波形转换成你选择的频率的结果，在根据测试信号很容易去加强失败的信号，因此它能区别突然变化的噪音和变化不明显的噪音去分散显著的噪声。

对于上述的问题，这篇文章指出液压泵的主要失效形式是疲劳断裂，表面磨损和气体腐蚀。

这些失效形式可以破坏配流盘和滑靴之间的油薄膜而发生摩擦。

摩擦带来附加的振动信号，因此，我们必须在液压泵壳体中装感应器来获得失效特性。

用小波来分解和重新配置测量信号，很容易消除噪声和有效地加强失效信号。

实验结果指出当配流盘和滑靴在液压泵中发生摩擦时，小波分析法能把信号分解成为多频率谱。

依照信号特性，自适应地选择频率谱来加强失效信息，因此认为过失诊断是基于小的 SNR(信号-到-噪音等级) 信号的。

实验的结果指出此方法是能实行的。

关键词：小波分析法活塞泵过失诊断0 引言传统的信号消噪方法是将信号完全在频率域中进行分析,它们的不一致性不能给出信号在某个时间上的变换情况，使得信号在时间轴上的任何一个突变都会影响信号的整个谱图。

这些方法都是针对平稳信号的，对于非平稳信号均不适用。

小波分析可以同时在时域和频域中对信号进行分析[1]，所以它能有效地区分信号中的突变部分和噪声，实现信号的消噪。

1 小波分析理论小波分析是一种窗口大小(窗口面积)固定，但是形状可以改变、时间和频率窗可以改变的时频局部化分析方法，即在低频具有较高的频率分辨率和较低的时间分辨率，在高频部分具有较高的时间分辨率和较低的频率分辨率[2]。

小波分解与FFT变换的区别是小波分解是利用具有紧支结构的小波函数进行分解，分解出来的信号是具有不同尺度(频率特性)和时间的各种小波函数；而FFT 变换是利用正弦函数进行分解，分解出来的信号是不同幅值和频率的正弦函数。

基于小波分析的液压缸内泄漏检测方法随着我国液压缸市场规模的扩大，液压缸的安全可靠性要求越来越高，尤其是液压缸内部部件不定时出现的液体泄漏现象成为液压缸安全性能的重要检测内容之一。

发现泄漏时，整个液压缸需要进行维护，耗时耗费经济。

传统的泄漏检测方法主要通过视觉、接触和声学等方法来检测液压缸内泄漏，但这些方法有较大的技术局限性，难以改善检测效率和精度。

基于小波分析的液压缸内泄漏检测方法可以使液压缸内部泄漏得到有效检测，有利于提高液压缸的安全性能。

一、小波分析技术小波分析技术是一种信号分析技术，它通过分析信号的时频特性，对信号的特征进行提取、分析和研究，从而有效的获得信号的特征信息。

由于小波分析技术也可以用于液压缸内部泄漏的检测，因此得到了广泛的应用。

具体步骤如下：1、采用数字传感器采集信号，将采集到的大量数据由数据采集卡转换成信号，并存储到电脑中。

2、使用小波变换（wavelet transform）对原始信号进行分析，由此得到小波能量谱（wavelet power spectrum）。

3、结合泄漏信号特征，应用小波分析技术，从能量谱中找出液压缸内泄漏的特征信息，并给出检测的结果。

4、最后，分析检测结果，根据具体情况找出液压缸漏洞位置，并采取相应措施进行维修。

二、应用实例某单位使用小波分析技术检测一台液压缸，在视觉检测未发现液压缸内部有明显漏洞的情况下，使用小波分析检测出液压缸内部的漏洞，证明小波分析技术的高效率检测能力，有效的提高了液压缸的检测精度。

三、优点基于小波分析的液压缸内泄漏检测方法具有许多优点：1、采用小波分析技术，可以有效的提高液压缸内部泄漏检测精度，进一步提高液压缸的安全可靠性。

2、基于小波分析技术可以有效的减少液压缸维护成本，减少液压缸的维护时间，进一步提高液压缸的使用寿命。

3、从技术上讲，小波分析技术可以更好地满足液压缸安全性能检测的不同需求，可以有效地提高技术条件。

综上所述，基于小波分析的液压缸内泄漏检测方法既可以提高液压缸的安全性能，又能减少液压缸的维护成本，为液压缸的发展带来了新的变化。

工程机械液压系统的故障监测诊断方式分析液压系统是工程机械中至关重要的部分，承担着工作和动力传输的重要任务。

然而，由于液压系统的复杂性和高度集成，液压系统的故障成为工程机械使用中的主要问题之一。

故障的出现不仅会带来设备的停机维修，还会导致安全隐患和维修成本的增加。

为了保证设备的高效运作，液压系统的故障监测和诊断变得越来越重要。

本文将探讨工程机械液压系统的故障监测和诊断方式。

1. 故障监测故障监测是指通过传感器和数据采集设备采集相关数据，对工程机械液压系统中的各个部件进行监测，根据数据分析技术和特征提取算法等方法，发现液压系统中的故障和异常情况。

传感器是故障监测的重要设备，液压系统中涉及的传感器种类很多，例如压力传感器、流量传感器、温度传感器等。

这些传感器能够实时地采集到各类液压元件的运行状态和工作参数，如压力、流量、温度、转速等，为后续的故障分析提供数据支持。

数据的采集和处理是故障监测的核心。

故障监测中的数据处理分为两个阶段：特征提取和分类诊断。

特征提取是指通过对采集到的数据进行处理，提取出与液压系统故障有关的特征，如频域、时域等。

分类诊断则是将提取出的数据进行分类和判别，以确定液压系统中故障的类型和位置。

这些方法包括人工神经网络、支持向量机、模糊逻辑等。

2. 故障诊断故障诊断是通过故障监测所得的数据，以及液压元件的结构和工作原理等知识，对液压系统发生的故障进行诊断。

故障诊断可以分为定性诊断和定量诊断两种。

定性诊断是指通过采集到的信号，根据特定的规则库和推理机制，判断出液压系统中的故障类型。

定性诊断的主要优点是诊断速度快，并且具有可重复性。

常用的定性诊断方法有基于规则库的方法、基于模型的方法、基于专家系统的方法等。

定量诊断则是对液压系统中的故障进行定量分析和判别，以确定具体的故障原因和位置。

定量诊断的主要优点是准确性高，能够提高故障诊断的精度和效率。

在定量诊断中，常用的方法包括扩展卡尔曼滤波、粒子滤波、小波分析等。

液压系统故障诊断的方法与步骤液压系统是一种常用的动力传输系统，在各种工业和机械应用中都有广泛的应用。

然而，由于液压系统中存在着复杂的控制和传输机制，因此故障诊断对于液压系统至关重要。

本文将介绍液压系统故障诊断的方法和步骤。

一、故障诊断前的准备在进行液压系统故障诊断之前，需要进行一些准备工作。

首先，需要对机器或设备的液压系统进行全面的检查，以确定是否存在问题。

其次，需要观察系统的各个部分，包括压力表、流量计、阀门和泵等，以确定是否出现异常。

最后，需要检查系统的液位和液压油的颜色、质量和温度等参数。

二、故障诊断的步骤1. 确认问题在进行液压系统故障诊断时，首先需要确认问题的性质和范围。

例如，液压系统的压力不足或流量不足，或者系统中存在泄漏等问题。

2. 分析原因如果确定存在故障，需要对系统进行分析，以确定可能的原因。

液压系统的故障原因通常可以分为以下几类：泵、阀门、管路和油液等。

3. 检查元件在确定故障原因后，需要对液压系统的各个元件进行检查，以确定具体的问题。

例如，如果是泵的问题，则需要检查泵的吸入、排出口和密封部分；如果是阀门问题，则需要检查阀门的开关状态和密封部分；如果是管路问题，则需要检查管路的连接和泄漏状况等。

4. 修复问题在确定了故障原因后，需要对问题进行修复。

这可能需要更换损坏的元件、修复泄漏、更换液压油等。

在更换或调整液压系统元件时，需要严格遵守操作手册和操作规程。

5. 测试系统在修复故障后，需要对液压系统进行测试，以确保系统正常运行。

例如，需要测试液压系统的压力、流量和温度等参数，以确保其达到设计要求。

总之，液压系统故障诊断需要严格按照步骤进行，以确保系统正常运行。

在进行液压系统故障诊断时，应注意安全操作和规范操作，以确保人员和设备的安全。