基于虚拟仪器的液压动力系统故障诊断专家系统研究

论文摘要

随着液压技术在各个领域的广泛应用,用户对液压系统的稳定性和可靠性的要求越来越高,若液压系统在运行过程中一旦发生意外故障,不能及时诊断维修将会给用户造成重大经济损失。传统的测试方法和故障诊断方法需要花费大量的人力和财力,而基于虚拟仪器的智能诊断方法由于利用领域专家丰富的经验和知识,在液压系统的故障诊断中充分显示出其优越性。本文首先介绍了虚拟仪器技术、专家系统和故障树分析法等技术,并阐述了各项技术在机械故障诊断中的应用现状;针对液压动力系统故障诊断的特殊性,提出了基于虚拟仪器的故障诊断专家系统的设计方案。根据液压动力系统对信号采集的特殊需求,选择了基于数据采集卡的硬件和LabVIEW软件作为液压动力系统虚拟仪器开发平台。该平台可以方便地采集液压动力系统的流量、压力、温度、电压、电流等多路动态信号,可以利用虚拟仪器开发平台在信号滤波、时域和频域分析方面的强大功能实现液压动力系统多源诊断信息的获取。本文主要研究了液压动力系统故障形成机理及其故障树的建立,在此基础上提出了基于故障树的液压动力系统故障诊断专家系统;利用故障树生成专家系统知识库后,实现了诊断知识的获取并确保了知识的一致性和完备性;最后利用C语言、Access、LabVIEW来实现专家系统的程序设计。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 液压系统故障诊断专家系统的意义
• 1.3 液压系统故障诊断专家系统发展概况
• 1.3.1 专家系统发展历史
• 1.3.2 液压系统故障诊断专家系统的技术途径
• 1.3.3 液压系统故障诊断技术的发展趋势
• 1.4 故障诊断系统的开发平台
• 1.5 本文主要内容
• 第二章 故障诊断技术及其原理
• 2.1 专家系统故障诊断方法
• 2.1.1 专家系统的定义
• 2.1.2 专家系统的组成
• 2.1.3 专家系统的知识获取
• 2.1.4 专家系统的知识表示
• 2.1.5 专家系统的推理机制
• 2.1.6 专家系统的搜索策略
• 2.2 故障树分析法
• 2.2.1 故障树分析法简介及特点
• 2.2.2 故障树的建造
• 2.2.3 故障树数学模型及定性分析
• 2.3 专家系统与故障树的联系
• 2.4 本章小结
• 第三章 液压动力系统故障类型分析研究
• 3.1 诊断对象简介
• 3.2 系统故障机理分析与整理
• 3.3 液压元件故障机理分析与整理
• 3.3.1 液压马达故障及其排除措施
• 3.3.2 柱塞泵的故障及其排除措施
• 3.3.3 齿轮泵的故障及其排除措施
• 3.3.4 液压阀的故障及其排除措施
• 3.4 本章小结
• 第四章 基于虚拟仪器的液压动力系统故障诊断专家系统总体结构设计
• 4.1 总体设计方案
• 4.2 总体设计
• 4.2.1 系统的功能结构及其作用
• 4.2.2 故障诊断系统的硬件平台
• 4.2.3 故障诊断系统的软件平台
• 4.3 数据的采集
• 4.3.1 虚拟仪器
• 4.3.2 数据采集卡
• 4.3.3 系统分析处理软件
• 4.4 信号的分析处理
• 4.5 本章小结
• 第五章 基于虚拟仪器的液压动力系统故障诊断专家系统实现
• 5.1 虚拟仪器软件关键技术的实现
• 5.1.1 数据采集在LabVIEW 中的实现
• 5.1.2 C 语言在LabVIEW 中的实现
• 5.1.3 Access 在LabVIEW 中的实现
• 5.2 基于虚拟仪器测试系统的实现
• 5.2.1 硬件的实现
• 5.2.2 软件的实现
• 5.3 基于故障树专家系统的实现
• 5.3.1 知识库的建立
• 5.3.2 数据库的建立
• 5.3.3 推理机的实现
• 5.3.4 解释机制的实现
• 5.4 本章小结
• 第六章 基于虚拟仪器的液压动力系统故障诊断专家系统实例验证
• 6.1 实例验证平台和流程
• 6.2 电动机故障诊断专家系统的具体验证
• 6.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢