专利名称：一种工程机械液压系统健康管理系统及方法
技术领域：
本发明涉及一种工程机械液压系统健康管理技术。
背景技术：
液压系统是工程机械最重要组成部分，承担行走、驱动、作业和控制等功能。由于液压系统固有的复杂性，工程机械故障中有70%是由于液压系统故 障引起的。由于液压系统故障而影响正常生产是造成经济损失的主要因素。
目前，工程机械的维护仍然以定期维护和事后维修为主，这种模式是以耗费大量人力、物力与财力为代价的，工作效率低下。据统计，在设备故障停机的时间中有80%以上是用于故障诊断，而实际维修只占其中不到20%的时间。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种工程机械液压系统健康管理系统及方法，能够在故障发生前进行状态调整，减少故障维护的时间与成本。本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为
一种工程机械液压系统健康管理方法，其特征在于它包括以下步骤
1)实时接收液压缸的入油口流量、入油口压力和活塞杆位移3种参数，然后将上述参数储存于系统数据库中；
2)对采集的入油口流量、入油口压力和活塞杆位移分别进行滤波与调理处理，然后提取各实际数据特征值，将各实际数据特征值储存于系统数据库中；
3)读取各实际数据特征值，计算工程机械液压系统实际相对可靠度RR，并根据实际相对可靠度RR的取值评估工程机械液压系统状态；
4)根据工程机械液压系统状态评估结果，给出提高工程机械液压系统实际相对可靠度的优化系统参数。按上述方案，所述的步骤2)提取的各实际数据特征值分别为入油口流量均值F、入油口压力均值N和活塞杆平均速度V。按上述方案，所述的步骤3)工程机械液压系统实际相对可靠度RR的具体计算过程为
建立方程组
权利要求
1.一种工程机械液压系统健康管理方法，其特征在于它包括以下步骤 1)实时接收液压缸的入油口流量、入油口压力和活塞杆位移3种参数，然后将上述参数储存于系统数据库中； 2)对采集的入油口流量、入油口压力和活塞杆位移分别进行滤波与调理处理，然后提取各实际数据特征值，将各实际数据特征值储存于系统数据库中； 3)读取各实际数据特征值，计算工程机械液压系统实际相对可靠度RR，并根据实际相对可靠度RR的取值评估工程机械液压系统状态； 4)根据工程机械液压系统状态评估结果，给出提高工程机械液压系统实际相对可靠度的优化系统参数。
2.根据权利要求I所述的工程机械液压系统健康管理方法，其特征在于所述的步骤2)提取的各实际数据特征值分别为入油口流量均值F、入油口压力均值N和活塞杆平均速度V。
3.根据权利要求2所述的工程机械液压系统健康管理方法，其特征在于所述的步骤3)工程机械液压系统实际相对可靠度RR的具体计算过程为 建立方程组
4.根据权利要求3所述的工程机械液压系统健康管理方法，其特征在于所述的步骤3)工程机械液压系统状态分为5个等级，分别为 < RR < 0.4时，所述系统工作状态3级异常； 当0,4 <RR < 0.6时，所述系统工作状态2级异常； 当0.6 <RR < 0.8时，所述系统工作状态I级异常； 当0.8 <RR < 0.9时，所述系统工作状态合格；当0.9 <RR <1时，所述系统工作状态健康。
5.根据权利要求4所述的工程机械液压系统健康管理方法，其特征在于所述的步骤4)计算实验标定的同型号液压缸工作状态样本X1-Xn的理论相对可靠度RR1-RRn ； 当系统状态评估为异常时，读取实验标定的同型号液压缸工作状态样本Xi-I的理论相对可靠度RR1-RRn，选择与当前液压缸负载最接近，且理论相对可靠度最低的合格工作状态，读取其工作状态的输入参数，提供给用户，作为工程机械液压系统参数优化设置的依据； 当系统状态评估为合格时，计算实验标定的同型号液压缸工作状态样本Xrl下的理论相对可靠度RR1-RRn ,选择与当前液压缸负载最接近，且理论相对可靠度最低的健康工作状态，读取其工作状态的输入参数，提供给用户，作为工程机械液压系统参数优化设置的依据； 当系统状态评估为健康时，保存当前状态下的输入、输出参数，作为样本数据。
6.根据权利要求5所述的工程机械液压系统健康管理方法，其特征在于所述的步骤4)实验标定的同型号液压缸工作状态样本X1-Xn的理论相对可靠度RR1-RRn的具体计算过程为对于任意样本Xi (I < i < η)，建立方程组
7.—种工程机械液压系统健康管理系统,其特征在于它包括 信号采集模块，用于实时接收液压缸的入油口流量、入油口压力和活塞杆位移3种参数，然后将上述参数储存于系统数据库中； 信号处理模块，用于对采集的入油口流量、入油口压力和活塞杆位移分别进行滤波与调理处理，然后提取各实际数据特征值，将各实际数据特征值储存于系统数据库中； 状态评估模块，用于读取各实际数据特征值，计算工程机械液压系统实际相对可靠度RR,并根据实际相对可靠度RR的取值评估工程机械液压系统状态；健康管理模块，用于根据工 程机械液压系统状态评估结果，给出提高工程机械液压系统实际相对可靠度的优化系统参数。
8.根据权利要求7所述的工程机械液压系统健康管理系统，其特征在于所述的信号处理模块提取的各实际数据特征值分别为入油口流量均值F、入油口压力均值N和活塞杆平均速度V。
全文摘要
本发明提供工程机械液压系统健康管理方法1)实时接收液压缸的入油口流量、入油口压力和活塞杆位移3种参数，然后将上述参数储存于系统数据库中；2)对采集的入油口流量、入油口压力和活塞杆位移分别进行滤波与调理处理，提取实际数据特征值，将实际数据特征值储存于系统数据库中；3)读取实际数据特征值，计算工程机械液压系统相对可靠度RR，并根据的取值评估工程机械液压系统状态；4)根据工程机械液压系统状态评估结果，给出提高RR的优化系统参数。本发明根据工程机械液压系统运行过程中的实时参数，计算系统相对可靠度，判断系统健康状态，并针对潜在的故障问题做出改善措施，在故障发生前进行状态调整，减少故障维护的时间与成本。
文档编号F15B19/00GK102635597SQ20121013141
公开日2012年8月15日 申请日期2012年5月2日 优先权日2012年5月2日
发明者张卫兵, 李 瑞, 胡喆旻, 胡志祥, 赵秀栩 申请人:武汉理工大学