[发明专利]基于自适应噪声清除的液压转向机故障检测方法及装置

说明书

本发明公开一种基于自适应噪声清除的液压转向机故障检测方法及装置，包括：采集液压转向机包括液压转向机油液入口和液压转向机机体的多组振动信号，并对振动信号进行预处理获得振动信号序列{x_i(j)}，其中，j是第j组振动信号序列；通过自适应噪声清除算法对该振动信号序列进行故障特征信号的提取，根据所述故障特征信号获取频谱图；在所述频谱图中检测是否存在该液压转向机的转频及其倍频，如存在则判定液压转向机故障。本发明所提出的故障检测方法及装置可以对车辆液压转向机的转子故障进行诊断，具有重要的实用性和工程价值。

技术领域

本发明属于状态监测与故障诊断技术领域，涉及一种基于自适应噪声清除的液压转向机故障检测方法及装置。

背景技术

车辆底盘前桥转向机作为车辆组成中最为重要的组成之一，对汽车的行驶安全至关重要，因此汽车转向机的零件都称为保安件。如若车辆在行驶过程中发生故障而无法按照驾驶员的意愿控制车辆的行驶方向，则有可能会引发车辆安全事故，造成生命和财产损失。因此，对车辆底盘前桥转向机进行状态检测和早期故障诊断具有重要的意义。

一套车辆底盘前桥转向机的主要故障源为液压转向机与油泵，其中液压转向机的故障部件包括：溢流阀、单向阀、转向阀、机械以及密封。油泵在实际工作有叶片泵与齿轮泵两类。由于车辆底盘前桥转向机液压转向机组成结构较为复杂，因而与故障特征相对应的先验知识相对较为匮乏。而在实际针对转向机的振动测试环境中测量信号又常常受到油压冲击等噪声的干扰，导致故障特征信号的提取更为困难。长期以来，针对车辆液压转向机的故障检测在故障特征先验知识匮乏以及外部高油压冲击等噪声干扰的条件下，难以直接根据振动测量信号的信息进行故障特征信号的提取和故障检测。

发明内容

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种基于自适应噪声清除的液压转向机故障检测方法，包括以下步骤：

采集液压转向机包括液压转向机油液入口和液压转向机机体的多组振动信号，并对振动信号进行预处理获得振动信号序列{x_i(j)},其中，j是第j组振动信号序列，i是一组振动信号序列中的第i个信号；

通过自适应噪声清除算法对该振动信号序列进行故障特征信号的提取，根据所述故障特征信号获取频谱图；

在所述频谱图中检测是否存在该液压转向机的转频及其倍频，如存在则判定液压转向机故障。

可选地，所述采集液压转向机包括液压转向机油液入口和液压转向机机体的多组振动信号，包括：

使用加速度传感器对液压转向机的油液入口的振动加速度信号，和液压转向机机体在空间直角坐标系的三个坐标轴方向的振动加速度信号进行同步采集，获得振动加速度数据；

对振动加速度数据进行预处理得到振动信号序列。

可选地，所述通过自适应噪声清除算法对该振动信号序列进行故障特征信号的提取，根据所述故障特征信号获取频谱图，包括：

(1)设定自适应滤波器参数；

(2)对振动信号序列{x_i(j)}施加时间延迟Δ，得到延迟振动信号序列{x_Δi(j)}；

(3)将所述延迟振动信号序列{x_Δi(j)}输入到自适应滤波器进行滤波，得到输出信号序列{x_outi(j)}；

(4)将所述振动信号序列{x_i(j)}与所述输出信号序列{x_outi(j)}做差得到做差序列{x_subi(j)}；

(5)将所述做差序列{x_subi(j)}作为参考信号输入到自适应滤波器当中，基于最小二乘算法更新自适应滤波器权重Wj；