本發(fā)明屬于設(shè)備異常檢測(cè)領(lǐng)域,尤其涉及一種液壓系統(tǒng)異常檢測(cè)方法、系統(tǒng)、存儲(chǔ)介質(zhì)和設(shè)備。
背景技術(shù):
1、液壓系統(tǒng)在水輪機(jī)調(diào)速器等設(shè)備中扮演了重要的角色,主要利用液壓原理,將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液壓油的壓力能,以滿足目標(biāo)位移要求。液壓系統(tǒng)的密封性會(huì)隨著使用時(shí)間的增長(zhǎng)而逐漸降低,易出現(xiàn)管路堵塞、油液泄漏、泵壓力不足、摩擦卡滯等問題。這些問題存在一定的隱蔽性,在實(shí)際中檢測(cè)困難,嚴(yán)重影響設(shè)備的可靠性和安全性。
2、目前,可以通過活塞桿位移信號(hào)檢測(cè)液壓系統(tǒng)異常。由于管路堵塞、油液泄漏、泵壓力不足、摩擦卡滯等液壓系統(tǒng)異常會(huì)造成液壓系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間變長(zhǎng),影響調(diào)速器等系統(tǒng)的正常運(yùn)行。因此,可通過分析活塞桿的位移情況實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)異常檢測(cè)。
3、但是在實(shí)際中,液壓系統(tǒng)往往被封裝,活塞桿的位移情況難以被直接觀察,無法通過直接觀察活塞桿的位移分析液壓系統(tǒng)異常。此外,在實(shí)際工程中,液壓系統(tǒng)工作環(huán)境容易造成位移傳感器測(cè)量數(shù)據(jù)受到噪聲影響,目前現(xiàn)有的基于活塞桿位移信號(hào)的液壓系統(tǒng)異常檢測(cè)方法難以同時(shí)處理高斯噪聲和非高斯噪聲。因此,液壓系統(tǒng)異常檢測(cè)的準(zhǔn)確性較低。另外,還有一些其他的異常檢測(cè)方法,需要進(jìn)行復(fù)雜的統(tǒng)計(jì)處理,難以滿足異常檢測(cè)的實(shí)時(shí)性要求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足,本發(fā)明提供了一種液壓系統(tǒng)異常檢測(cè)方法、系統(tǒng)、存儲(chǔ)介質(zhì)和設(shè)備,基于分?jǐn)?shù)階混沌系統(tǒng)建立檢測(cè)系統(tǒng)模型,引入液壓系統(tǒng)中活塞桿的位移信號(hào),通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所述檢測(cè)系統(tǒng)模型的狀態(tài),判斷液壓系統(tǒng)是否存在異常,提高了異常檢測(cè)的準(zhǔn)確性。
2、本發(fā)明通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
3、基于分?jǐn)?shù)階混沌系統(tǒng)建立檢測(cè)系統(tǒng)模型,設(shè)置所述檢測(cè)系統(tǒng)模型的參數(shù)及階次;
4、采集液壓系統(tǒng)中活塞桿的位移信號(hào),輸入至所述檢測(cè)系統(tǒng)模型;
5、根據(jù)所述檢測(cè)系統(tǒng)模型的穩(wěn)定性分析,設(shè)置信號(hào)增益調(diào)整所述位移信號(hào);
6、通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所述檢測(cè)系統(tǒng)模型是否處于混沌狀態(tài),判斷所述液壓系統(tǒng)是否存在異常。
7、可選的,
8、所述檢測(cè)系統(tǒng)模型結(jié)構(gòu)為:
9、
10、其中,x(t)、y(t)和z(t)為三個(gè)狀態(tài)變量,為分?jǐn)?shù)階微積分算子,q為階次,a、b、c和d為參數(shù),gf(t)為外部驅(qū)動(dòng)信號(hào),f(t)為外部信號(hào),g為信號(hào)增益。
11、可選的,
12、設(shè)置所述檢測(cè)系統(tǒng)模型的參數(shù)及階次為:a=7,b=7,c=-2,d=9/4,q=0.96。
13、可選的,
14、所述采集液壓系統(tǒng)中活塞桿的位移信號(hào),輸入至所述檢測(cè)系統(tǒng)模型,包括:
15、通過設(shè)置在液壓系統(tǒng)中的位移傳感器,采集活塞桿的位移信號(hào);
16、對(duì)所述位移信號(hào)進(jìn)行重采樣后,作為外部信號(hào)輸入至所述檢測(cè)系統(tǒng)模型。
17、可選的,
18、所述方法還包括:
19、根據(jù)所述檢測(cè)系統(tǒng)模型的穩(wěn)定性,確定使所述檢測(cè)系統(tǒng)模型的混沌狀態(tài)發(fā)生變化的外部驅(qū)動(dòng)信號(hào)的閾值;
20、基于所述使所述檢測(cè)系統(tǒng)模型的混沌狀態(tài)發(fā)生變化的外部驅(qū)動(dòng)信號(hào)的閾值,根據(jù)所述活塞桿的運(yùn)動(dòng)軌跡,設(shè)置信號(hào)增益。
21、可選的,
22、所述通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所述檢測(cè)系統(tǒng)模型是否處于混沌狀態(tài),判斷所述液壓系統(tǒng)是否存在異常,包括:
23、若所述檢測(cè)系統(tǒng)模型處于混沌狀態(tài),則判斷所述液壓系統(tǒng)正常;
24、若所述檢測(cè)系統(tǒng)模型未處于混沌狀態(tài),則判斷所述液壓系統(tǒng)存在異常。
25、本發(fā)明還提供了一種液壓系統(tǒng)異常檢測(cè)裝置,用于實(shí)施前述的方法,所述裝置包括:
26、檢測(cè)系統(tǒng)模塊,用于基于分?jǐn)?shù)階混沌系統(tǒng)建立檢測(cè)系統(tǒng)模型,設(shè)置所述檢測(cè)系統(tǒng)模型的參數(shù)及階次;
27、信號(hào)采集模塊,用于采集液壓系統(tǒng)中活塞桿的位移信號(hào),輸入至所述檢測(cè)系統(tǒng)模型;
28、信號(hào)增益模塊,用于根據(jù)所述檢測(cè)系統(tǒng)模型的穩(wěn)定性分析,設(shè)置信號(hào)增益調(diào)整所述位移信號(hào);
29、異常判斷模塊,用于通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所述檢測(cè)系統(tǒng)模型是否處于混沌狀態(tài),判斷所述液壓系統(tǒng)是否存在異常。
30、可選的,
31、所述檢測(cè)系統(tǒng)模型結(jié)構(gòu)為:
32、
33、其中,x(t)、y(t)和z(t)為三個(gè)狀態(tài)變量,為分?jǐn)?shù)階微積分算子,q為階次,a、b、c和d為參數(shù),gf(t)為外部驅(qū)動(dòng)信號(hào),f(t)為外部信號(hào),g為信號(hào)增益。
34、可選的,
35、設(shè)置所述檢測(cè)系統(tǒng)模型的參數(shù)及階次為:a=7,b=7,c=-2,d=9/4,q=0.96。
36、可選的,
37、所述信號(hào)采集模塊還被配置用于:
38、通過設(shè)置在液壓系統(tǒng)中的位移傳感器,采集活塞桿的位移信號(hào);
39、對(duì)所述位移信號(hào)進(jìn)行重采樣后,作為外部信號(hào)輸入至所述檢測(cè)系統(tǒng)模型。
40、可選的,
41、所述通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所述檢測(cè)系統(tǒng)模型是否處于混沌狀態(tài),判斷所述液壓系統(tǒng)是否存在異常,包括:
42、若所述檢測(cè)系統(tǒng)模型處于混沌狀態(tài),則判斷所述液壓系統(tǒng)正常;
43、若所述檢測(cè)系統(tǒng)模型未處于混沌狀態(tài),則判斷所述液壓系統(tǒng)存在異常。
44、本發(fā)明還提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì),存儲(chǔ)有一個(gè)或者多個(gè)程序,當(dāng)該一個(gè)或者多個(gè)程序被執(zhí)行時(shí),可以實(shí)現(xiàn)前述的液壓系統(tǒng)異常檢測(cè)方法。
45、本發(fā)明還提供了一種設(shè)備,包括處理器、通信接口、計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)和通信總線;其中,處理器、通信接口、計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)通過通信總線相互間的通信;
46、所述處理器用于執(zhí)行計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中所存儲(chǔ)的程序。
47、與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
48、1、本發(fā)明提出的液壓系統(tǒng)異常檢測(cè)方法,基于分?jǐn)?shù)階混沌系統(tǒng)建立檢測(cè)系統(tǒng)模型,通過對(duì)傳統(tǒng)的混沌系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整,使得檢測(cè)系統(tǒng)模型能夠接收外部信號(hào),并且在外部信號(hào)幅值滿足特定的閾值條件下,才能激勵(lì)檢測(cè)系統(tǒng)模型產(chǎn)生混沌震蕩,根據(jù)檢測(cè)系統(tǒng)模型的性質(zhì),設(shè)計(jì)了信號(hào)增益的設(shè)置方法,進(jìn)而使檢測(cè)系統(tǒng)模型對(duì)液壓系統(tǒng)異常更加敏感,提高了異常檢測(cè)的準(zhǔn)確性。
49、2、利用混沌系統(tǒng)的噪聲免疫性質(zhì),在獲取的外部信號(hào)受到強(qiáng)高斯噪聲或強(qiáng)非高斯噪聲的污染時(shí),可以有效處理強(qiáng)噪聲、高斯噪聲和非高斯噪聲,提取信號(hào)特征,無需繁瑣步驟即可同時(shí)實(shí)現(xiàn)信號(hào)噪聲處理和活塞桿位移情況分析,提高了異常檢測(cè)的準(zhǔn)確性。
50、3、通過實(shí)時(shí)計(jì)算系統(tǒng)最大lyapunov指數(shù)的形式判斷檢測(cè)系統(tǒng)模型是否處于混沌狀態(tài),進(jìn)而判斷液壓系統(tǒng)是否存在異常,提高了異常檢測(cè)的時(shí)效性。
51、4、僅需要在液壓系統(tǒng)中添加位置傳感器,利用活塞桿的位移信息實(shí)現(xiàn)異常檢測(cè),無需更多的檢測(cè)儀器或監(jiān)測(cè)設(shè)備,對(duì)液壓系統(tǒng)自身的影響較小,且后期維護(hù)簡(jiǎn)單。
52、本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述,并且,部分地從說明書中變得顯而易見,或者通過實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過在說明書、權(quán)利要求書以及附圖中所指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。