CN117514974A - 显隐双控制器并行的电液系统压力传感器故障诊断方法 - Google Patents

显隐双控制器并行的电液系统压力传感器故障诊断方法 Download PDF

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CN117514974A CN202311469581.9A CN202311469581A CN117514974A CN 117514974 A CN117514974 A CN 117514974A CN 202311469581 A CN202311469581 A CN 202311469581A CN 117514974 A CN117514974 A CN 117514974A
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Abstract

本发明公开了显隐双控制器并行的电液系统压力传感器故障诊断方法。该故障诊断方法包括:接收电液系统各参数信息;利用液压执行器第二腔压力参数在线估计液压执行器第一腔压力;获取阀控制器中显隐双控制器的阀口开度信号;将阀口开度信号进行差值计算,得到两个残差信号;将阀口独立控制阀一和阀口独立控制阀二的残差分别和预设阈值相比较,以识别出阀口独立控制阀一和阀口独立控制阀二是否故障;与现有技术相比,本发明操作简单、故障排除的响应时间快和成本低等优点,提高了电液系统的诊断准确率与覆盖率。

Description

显隐双控制器并行的电液系统压力传感器故障诊断方法
技术领域
本发明涉及电液系统压力传感器故障诊断技术领域,具体为显隐双控制器并行的电液系统压力传感器故障诊断方法。
背景技术
阀口独立控制电液系统,通过对进出油口进行结构上的解耦,增加了控制的自由度,可对进出口阀芯进行单独调节,在多变工况下可对背压进行调节,节约能源。此外,增加的自由度也使得工作模式多样,可实现能量再生与回收。阀口独立控制电液系统已成为未来电液系统的发展趋势,但是该先进的电液系统包含大量的电子反馈与控制装置,一旦压力传感器出现故障,控制策略便难以达到需求的动态响应,这也将导致系统冲击震荡大,在施工作业中将发生安全事故。
阀口独立控制电液系统,一般包含四个压力传感器和两个阀口独立控制阀,压力传感器负责检测阀口独立控制阀两端的压力变化,然而由于使用过程中普遍存在振动工况,外部的初始振动较大,导致连接液压油缸的压力传感器容易受到振动影响。进一步,液压执行器两腔压力传感器通常在高温、高压、高湿等恶劣环境下工作,长期受到油液的冲击和侵蚀。另外,在电液系统工作过程中存在频繁启动、停机、变速或换向动作,这也将导致系统内瞬时巨大的压力冲击,极有可能导致液压执行器两腔压力传感器出现故障。
现有的技术中针对传统电液系统的压力传感器的故障诊断与检测在特定领域可以满足当前要求,但是对更为先进的阀口独立控制电液系统的压力传感器故障诊断存在成本和准确率难以兼容,以及故障排除的时间长等缺点。因此,我们提出显隐双控制器并行的电液系统压力传感器故障诊断方法对此进行改进。
发明内容
本发明的目的是针对背景技术中存在的缺点和问题加以改进和创新,提供显隐双控制器并行的电液系统压力传感器故障诊断方法。
根据本发明的第一方面,提供显隐双控制器并行的电液系统压力传感器故障诊断方法,其特征在于,具体包括以下步骤:
接收电液系统各参数信息,参数信息包括但不限于液压执行器第一腔压力和液压执行器第二腔压力;
基于液压执行器第二腔压力在线估计液压执行器第一腔压力,以获取液压执行器第一腔压力在线估计值;
根据液压执行器第一腔压力获取显式控制器中阀口独立控制阀一的开度信号;根据液压执行器第一腔压力在线估计值获取隐式控制器中阀口独立控制阀一的开度信号;
基于液压执行器第二腔压力采用压力控制回路获取显式控制器中阀口独立控制阀二的开度信号;基于液压执行器参考速度采用流量控制回路获取显式控制器中阀口独立控制阀二的开度信号;
对显式控制器和隐式控制器分别获取到阀口独立控制阀一和阀口独立控制阀二的开度信号作差,以计算得到阀口独立控制阀一和阀口独立控制阀二的残差;
将阀口独立控制阀一和阀口独立控制阀二的残差分别和预设阈值相比较,以识别出阀口独立控制阀一和阀口独立控制阀二是否故障。
进一步的方案是,所述步骤基于液压执行器第二腔压力在线估计液压执行器第一腔压力,以获取液压执行器第一腔压力在线估计值具体包括:
设计液压执行器第一腔压力的跟踪控制器GTr
式中,s表示第一微分环节拉普拉斯变换后的传递函数,Kp表示比例调节系数,Ki是积分调节系数,ωn和ξ是控制器的闭环固有频率和阻尼;
按照以下公式计算液压执行器第一腔压力在线估计值
式中,s表示第一微分环节拉普拉斯变换后的传递函数,Kp表示比例调节系数,Ki是积分调节系数,p1表示液压执行器第一腔压力,p2表示液压执行器第二腔压力,p2,ref表示预设的目标参考压力。
进一步的方案是,其特征在于,所述步骤根据液压执行器第一腔压力获取显式控制器中阀口独立控制阀一的开度信号具体包括:
对显式控制器中阀口独立控制阀一采用流量控制回路,按照以下表达式计算显式控制器中阀口独立控制阀一的开度信号u1
u1=u-1(vref·A1,ps-p1)
式中,vref为液压执行器的参考速度,A1表示液压执行器无杆腔面积,ps为系统压力,p1表示液压执行器第一腔压力,u-1(qref,△p)表示利用参考流量和压差提前标定阀口开度。
进一步的方案是,所述步骤根据液压执行器第一腔压力在线估计值获取隐式控制器中阀口独立控制阀一的开度信号具体包括:
对隐式控制器中阀口独立控制阀一采用流量控制回路,按照以下表达式计算隐式控制器中阀口独立控制阀一的开度信号u’1
式中,vref为液压执行器的参考速度,A1表示液压执行器无杆腔面积,ps为系统压力,表示液压执行器第一腔压力在线估计值,u-1(qref,Δp)表示利用参考流量和压差提前标定阀口开度。
进一步的方案是,所述步骤基于液压执行器第二腔压力采用压力控制回路获取显式控制器中阀口独立控制阀二的开度信号具体包括:
对显式控制器中阀口独立控制阀二采用压力控制回路,按照以下公式计算显式控制器中阀口独立控制阀二的开度信号u2
式中,Kp表示比例调节系数,Ki是积分调节系数,p2为液压执行器第二腔压力,p2.ref表示预设的目标参考压力,t为积分起始时间,ti为积分终止时间。
进一步的方案是,所述步骤基于液压执行器参考速度采用流量控制回路获取隐式控制器中阀口独立控制阀二的开度信号具体包括:
对隐式控制器中阀口独立控制阀二采用流量控制回路,按照以下表达式计算隐式控制器中阀口独立控制阀二的开度信号u’2
u’2=u-1ref·A2,p2-pr)
其中,νref为液压执行器的参考度,A2表示液压执行器有杆腔面积,pr为回油压力,p2表示液压执行器第二腔压力,u-1(qref,Δp)表示利用参考流量和压差提前标定阀口开度。
进一步的方案是,所述步骤将阀口独立控制阀一和阀口独立控制阀二的残差分别和预设阈值相比较,以识别出阀口独立控制阀一和阀口独立控制阀二是否故障具体包括:
判断阀口独立控制阀一的残差是否超过预设阈值;
若否,则判断阀口独立控制阀二的残差是否超过预设阈值;
当阀口独立控制阀二的残差超过预设阈值,则表明信号异常;
当阀口独立控制阀二的残差没有超过预设阈值,则表明液压执行器第一腔压力传感器和液压执行器第二腔压力传感器不存在故障。
进一步的方案是,所述步骤判断阀口独立控制阀一的残差是否超过预设阈值之后还包括:
当阀口独立控制阀一的残差超过预设阈值,则判断阀口独立控制阀二的残差是否超过预设阈值;
当阀口独立控制阀二的残差超过预设阈值,则判断至少液压执行器第二腔压力传感器故障;
当阀口独立控制阀二的残差没有超过预设阈值,则判断压执行器第一腔压力传感器故障。
根据本发明的第二方面,提供一种显隐控制器并行的压力传感器故障诊断装置,包括处理器及存储介质;
所述存储介质用于存储指令;
所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行如上任一项所述方法的步骤。
根据本发明的第三方面,提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现如上任一项所述方法的步骤。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:(1)本发明不需要额外增加硬件,而是通过发掘系统解析冗余设计隐式控制器,通过显隐双控制器获取到的阀口开度信号计算阀口独立控制阀一和阀口独立控制阀二的残差,进而对液压执行器两腔压力传感器进行故障诊断,增加了用于诊断的残差数量,提高了诊断准确率和覆盖率;
(2)本发明利用阀口独立控制电液系统的解析冗余可在线估计系统状态变量,为隐式控制器设计做理论上的支持。此外,通过显隐双控制器并行的电液系统压力传感器故障诊断方法无需搭建复杂且精确的液压系统模型,避免了模型不准对诊断性能的影响;
(3)本发明流程简单,减少故障排除的时间和成本,故障诊断响应时间快,可以及时调整和修复故障,保证系统正常工作,提高系统的安全性能,减少事故发生;
(4)本发明的故障诊断方法综合考量诊断覆盖率及准确度的情况下,不增加成本,保证系统市场竞争力。在此情况下,对阀口独立控制电液系统的液压执行器两腔压力传感器进行故障诊断具有重要的必要性和意义。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例所提供显隐控制器并行的压力传感器故障诊断方法的流程图;
图2是本发明阀口独立控制电液系统显隐控制器并存的理论解释图;
图3是阀口独立控制电液系统显隐控制器并行的压力传感器故障诊断方法图;
图4是液压执行器第一腔压力在线估计值的在线估计方法的控制框图;
图5是本发明液压执行器第一腔压力在线估计值和液压执行第一腔压力的检测值的变化曲线图;
图6是对本发明在液压执行器第一腔压力传感器故障后残差信号变化曲线图;
图7是对本发明在液压执行器第二腔压力传感器故障后残差信号变化曲线图。
附图标记:1、阀口独立控制阀一;2、阀口独立控制阀二;3、液压执行器第一腔压力传感器;4、液压执行器第二腔压力传感器;5、速度传感器;6、阀控制器模块;7、回油压力传感器;8、系统压力传感器;9、液压执行器;10、油箱;11、动力源;31、执行器第一节点;21、执行器第二节点;101、回油箱节点;111、动力源输出节点;12、压力在线估计模块;13、故障隔离模块;14、显式控制器;15、隐式控制器。
具体实施方式
为了本发明实施例的目的、特征和优点能够更加明显易懂,以下结合附图对本发明的具体实施方案进行详细说明,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。需要说明的是“液压执行器两腔压力传感器”指的是“液压执行器第一腔压力传感器”和“液压执行器第二腔压力传感器”的合称,也指的是液压执行器两端的压力传感器。“显隐双控制器”指的是“显式控制器”和“隐式控制器”的合称,均包含在阀控制器模块。此外并且为了使得附图清晰易懂,对部分部件做出简化示意,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解附图标记具体含义。
本发明涉及显隐双控制器并行的电液系统压力传感器故障诊断方法,本实施例所采用的电液系统为阀口独立控制电液系统,其主要结构参照图3所示。所述的阀口独立控制电液系统包含阀口独立控制阀一1和阀口独立控制阀二2、液压执行器第一腔压力传感器3、液压执行器第二腔压力传感器4、速度传感器5、阀控制器模块6、回油压力传感器7、系统压力传感器8、液压执行器9、油箱10、动力源11。本实施例中,阀口独立控制阀一1和阀口独立控制阀二2均可以为三位四通电比例方向阀,液压执行器第一腔压力传感器3安装在执行器第一节点31,液压执行器第二腔压力传感器4安装在执行器第二节点21,分别安装在阀口独立控制阀一1和阀口独立控制阀二2靠近液压执行器9的一端,而系统压力传感器8安装在动力源输出节点111、回油压力传感器7安装在回油箱节点101,即系统压力传感器8和回油压力传感器7分别安装在阀口独立控制阀一1和阀口独立控制阀二2远离液压执行器9的一端。
本发明提出显隐双控制器并行的电液系统压力传感器故障诊断方法,参照图1所述,主要包括以下步骤:
步骤S1、接收电液系统各参数信息,参数信息包括但不限于液压执行器第一腔压力和液压执行器第二腔压力;
步骤S2、基于液压执行器第二腔压力在线估计液压执行器第一腔压力,以获取液压执行器第一腔压力在线估计值;
步骤S3、根据液压执行器第一腔压力获取显式控制器中阀口独立控制阀一的开度信号;根据液压执行器第一腔压力在线估计值获取隐式控制器中阀口独立控制阀一的开度信号;
步骤S4、基于液压执行器第二腔压力采用压力控制回路获取显式控制器中阀口独立控制阀二的开度信号;基于液压执行器参考速度采用流量控制回路获取隐式控制器中阀口独立控制阀二的开度信号;
步骤S5、对显式控制器和隐式控制器分别获取到阀口独立控制阀一和阀口独立控制阀二的开度信号作差,以计算得到阀口独立控制阀一和阀口独立控制阀二的残差;
步骤S6、将阀口独立控制阀一和阀口独立控制阀二的残差分别和预设阈值相比较,以识别出阀口独立控制阀一和阀口独立控制阀二是否故障。与现有技术相比,本发明具有操作简单、故障排除的响应时间快和成本低等优点。
参照图2,在传统电液系统中,由于控制自由度低,控制目标单一,仅能选择一种控制策略。而在阀口独立控制电液系统中采用多阀联控自由度高,能够满足系统需求的多样性。在这种背景下,在显式控制器中,为满足多个控制目标,在实际工作过程中选用最佳控制策略,以达到最佳的控制效果。此外由于阀口独立控制电液系统控制自由度高,使得控制策略并非单一模式,这也为隐式控制器的设计提供了理论的基础,于是隐式控制器通过参与隐藏计算而并不参与实际的控制过程,这样将作为故障诊断的基础。故本发明不需要额外增加硬件,而是通过发掘系统解析冗余设计隐式控制器,通过显隐双控制器获取的阀口开度信号残差,进而对液压执行器两腔压力传感器进行故障诊断。
具体的,参照图4所述,步骤S2基于液压执行器第二腔压力在线估计液压执行器第一腔压力,以获取液压执行器第一腔压力在线估计值利用压力在线估计模块的具体过程包括:
基于液压执行器第二腔压力传感器4检测到的液压执行器第二腔压力对液压执行器第一腔压力进行在线估计,通过设计跟踪控制器跟踪液压执行器第一腔压力,按照以下公式设计出液压执行器第一腔压力的跟踪控制器GTr
式中,s表示第一微分环节拉普拉斯变换后的传递函数,Kp表示比例调节系数,Ki是积分调节系数,ωn和ξ是控制器的闭环固有频率和阻尼,上述参数可根据实际工况确定。
在设计了跟踪控制器的基础上,继续参照图4,按照以下步骤来在线估计液压执行器第一腔压力:通过液压执行器第二腔压力和预先设定的目标压力进行差值运算;将所述差值与跟踪控制器的输出值求和作为输入量;通过将输入量进行比例控制、积分控制,综合得到液压执行器第一腔压力在线估计值。按照以下公式计算液压执行器第一腔压力参数在线估计值
其中,在本实施例中,只考虑积分增益和比例增益时:s表示第一微分环节拉普拉斯变换后的传递函数,Kp表示比例调节系数,Ki是积分调节系数,p1表示液压执行器第一腔压力传感器3监测到的液压执行器第一腔压力,p2表示液压执行器第二腔压力传感器4监测到的液压执行器第二腔压力,p2,ref表示预设的目标参考压力。
进一步的,步骤S3根据液压执行器第一腔压力获取显式控制器中阀口独立控制阀一的开度信号;根据液压执行器第一腔压力在线估计值获取隐式控制器中阀口独立控制阀一的开度信号的的具体过程包括:
对显式控制器中阀口独立控制阀1采用流量控制回路,根据参考速度和压差来控制阀口独立控制阀一1的开度信号,按照以下表达式计算显式控制器中阀口独立控制阀一1的开度信号u1
u1=u-1(vref·A1,ps-p1)
其中,vref为液压执行器的参考速度,A1表示液压执行器无杆腔面积,ps为系统压力传感器8监测到的系统压力,p1表示液压执行器第一腔压力,u-1(qref,△p)表示利用参考流量和压差提前标定阀口开度。
需要说明的是,在本实施例中,需要提前通过MATLAB软件的Curve Fitting工具箱拟合得到在不同△p下阀口开度跟流量的函数曲线,在拟合得到的函数曲线基础上,从而在获取到压差和参考流量后,能够计算得到显式控制器中阀口独立控制阀一1的开度信号。
而此时隐式控制器中阀口独立控制阀一1也采用流量控制,根据参考速度和压差同样可以获取阀口独立控制阀一1在隐式控制器中的开度信号;具体的,按照以下公式计算隐式控制器中阀口独立控制阀一1的开度信号u’1
其中,vref为液压执行器的参考速度,A1表示液压执行器无杆腔面积,ps为系统压力传感器8监测到的系统压力,表示液压执行器第一腔压力在线估计值,u-1(qref,△p)表示利用参考流量和压差提前标定阀口开度。
如前所述,通过MATLAB软件的Curve Fitting工具箱能够提前拟合得到在不同△p下阀口开度跟流量的函数曲线。
进一步的,步骤S4基于液压执行器第二腔压力采用压力控制回路获取显式控制器中阀口独立控制阀二2的开度信号;基于液压执行器参考速度采用流量控制回路获取隐式控制器中阀口独立控制阀二2的开度信号的具体过程如下:
对显式控制器中阀口独立控制阀2采用压力控制回路,按照以下公式计算显式控制器中阀口独立控制阀二2的开度信号u2
其中,Kp表示比例调节系数,Ki是积分调节系数,p2为液压执行器第二腔压力参数,p2.ref为预设的目标参考压力,t为积分起始时间,ti为积分终止时间。
而此时隐式控制器中阀口独立控制阀二2采用流量控制回路,按照以下公式计算隐式控制器中阀口独立控制阀二2的开度信号u’2
u’2=u-1(vref·A2,p2-pr)
其中,vref为液压执行器的参考度,A2表示液压执行器有杆腔面积,pr为回油压力,p2表示液压执行器第二腔压力,u-1(qref,△p)表示利用参考流量和压差提前标定阀口开度。
进一步的,步骤S5对显式控制器和隐式控制器分别获取到阀口独立控制阀一和阀口独立控制阀二的开度信号作差,以计算得到阀口独立控制阀一和阀口独立控制阀二的残差的具体过程如下:
对显隐双控制器获取的阀口开度信号作差,得到两个残差信号,按照以下公式计算阀口独立控制阀一1残差信号和阀口独立控制阀二2残差信号/>
其中,u1为显式控制器中阀口独立控制阀一1开度信号,u’1为隐式控制器中阀口独立控制阀一1开度信号,u2为显式控制器中阀口独立控制阀二2开度信号,u’2为隐式控制器中阀口独立控制阀二2开度信号。
此外,需要说明的是,显式控制器作为实际开度信号参与阀口独立控制阀的实际控制,而隐式控制器的设计只参与计算作为进液压执行器两腔压力传感器故障诊断的基础。
需要进一步说明的是,所述阀口独立控制阀一1残差信号和阀口独立控制阀二2残差信号/>分别为残差1和残差2。
具体的,参照图3,由于液压执行器第一腔压力在线估计值使用到液压执行器第一腔压力和液压执行器第二腔压力。于是,参照图5,当电液系统正常工作过程中,液压执行器第一腔压力在线估计值能够很好的跟踪到液压执行器第一腔压力,显式控制器中阀口独立控制阀一1的开度信号和隐式控制器中阀口独立控制阀一1的开度信号的残差近似为零,始终小于阈值。
而当液压执行器第一腔压力传感器3或者液压执行器第二腔压力传感器4出现故障时,便会导致液压执行器第一腔压力在线估计值出现异常值,导致显式控制器中阀口独立控制阀一1的开度信号和隐式控制器中阀口独立控制阀一1的开度信号偏差较大,残差1将会超过阈值,但此情况下仍然无法判断具体为液压执行器第一腔压力传感器3故障还是液压执行器第二腔压力传感器4故障。
因此,当残差1超过阈值情况下需要进一步判断。于是,当残差信号1超过阈值情况下,再判断残差信号2。需要说明的是,在执行器第一腔压力传感器3故障而液压执行器第二腔传感器4无故障的情况下,阀口独立控制阀二2的显隐双控制器中开度信号都不会受到影响,残差2不会超过阈值范围。因此,当液压执行器第一腔压力传感器3故障而液压执行器第二腔压力传感器4无故障的情况下,残差1将超过阈值,液压执行器第一腔压力传感器3出现故障对阀口独立控制阀二2的控制策略不产生影响,残差2不会超过阈值。即当残差1超过阈值,而残差2未超过阈值,则说明液压执行器第一腔压力传感器3故障而液压执行器第二腔压力传感器4未故障。在液压执行器第一腔压力传感器故障3后残差信号变化曲线参照图6所示。
另外,在至少液压执行器第二腔压力传感器4故障的情况下,会导致液压执行器第一腔压力在线估计值出现异常值,导致阀口独立控制阀一1的显式控制器下阀口开度信号和隐式控制器下阀口独立控制阀一1的开度信号偏差较大,残差1将会超过阈值,而此时由于液压执行器第二腔压力传感器4故障,残差2同样会超过阈值。因此,当液压执行器第二腔压力传感器故障或者液压执行器第一腔压力传感器和液压执行器第二腔压力传感器均故障的情况下,残差1和残差2都将超过阈值。在液压执行器第二腔压力传感器4故障后残差信号变化曲线参照图7所示。
需要说明的是,残差1和残差2都未超过阈值,则说明不存在故障,而残差2超阈值,残差1未超阈值则说明信号异常。
综上,本发明通过发掘阀口独立控制电液系统的解析冗余,设计隐式控制器,通过显隐双控制器获取的阀口开度信号残差信号,进而对液压执行器进液压执行器两腔压力传感器进行故障诊断,无需复杂的液压模型搭建,能够减少故障排除的时间和成本,故障诊断响应时间快,可以及时调整和修复故障,保证系统正常工作,提高系统的安全性能,减少事故发生。
以上所述内容仅仅是对本发明显隐双控制器并行的电液系统压力传感器故障诊断方法的说明和解释,此外,以上实施方式仅为举例,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.显隐双控制器并行的电液系统压力传感器故障诊断方法,其特征在于,具体包括以下步骤:
接收电液系统各参数信息,参数信息包括但不限于液压执行器第一腔压力和液压执行器第二腔压力;
基于液压执行器第二腔压力在线估计液压执行器第一腔压力,以获取液压执行器第一腔压力在线估计值;
根据液压执行器第一腔压力获取显式控制器中阀口独立控制阀一的开度信号;根据液压执行器第一腔压力在线估计值获取隐式控制器中阀口独立控制阀一的开度信号;
基于液压执行器第二腔压力采用压力控制回路获取显式控制器中阀口独立控制阀二的开度信号;基于液压执行器参考速度采用流量控制回路获取隐式控制器中阀口独立控制阀二的开度信号;
对显式控制器和隐式控制器分别获取到阀口独立控制阀一和阀口独立控制阀二的开度信号作差,以计算得到阀口独立控制阀一和阀口独立控制阀二的残差;
将阀口独立控制阀一和阀口独立控制阀二的残差分别和预设阈值相比较,以识别出阀口独立控制阀一和阀口独立控制阀二是否故障。
2.根据权利要求1所述的显隐双控制器并行的电液系统压力传感器故障诊断方法,其特征在于,所述步骤基于液压执行器第二腔压力在线估计液压执行器第一腔压力,以获取液压执行器第一腔压力在线估计值具体包括:
设计液压执行器第一腔压力的跟踪控制器GTr
式中,s表示第一微分环节拉普拉斯变换后的传递函数,Kp表示比例调节系数,Ki是积分调节系数,ωn和ξ是控制器的闭环固有频率和阻尼;
按照以下公式计算液压执行器第一腔压力在线估计值
式中,s表示第一微分环节拉普拉斯变换后的传递函数,Kp表示比例调节系数,Ki是积分调节系数,p1表示液压执行器第一腔压力,p2表示液压执行器第二腔压力,p2,ref表示预设的目标参考压力。
3.根据权利要求1所述的显隐双控制器并行的电液系统压力传感器故障诊断方法,其特征在于,所述步骤根据液压执行器第一腔压力获取显式控制器中阀口独立控制阀一的开度信号具体包括:
对显式控制器中阀口独立控制阀一采用流量控制回路,按照以下表达式计算显式控制器中阀口独立控制阀一的开度信号u1
u1=u-1(vref·A1,ps-p1)
式中,vref为液压执行器的参考速度,A1表示液压执行器无杆腔面积,ps为系统压力,p1表示液压执行器第一腔压力,u-1(qref,Δp)表示利用参考流量和压差提前标定阀口开度。
4.根据权利要求3所述的显隐双控制器并行的电液系统压力传感器故障诊断方法,其特征在于,所述步骤根据液压执行器第一腔压力在线估计值获取隐式控制器中阀口独立控制阀一的开度信号具体包括:
对隐式控制器中阀口独立控制阀一采用流量控制回路,按照以下表达式计算隐式控制器中阀口独立控制阀一的开度信号u’1
式中,vref为液压执行器的参考速度,A1表示液压执行器无杆腔面积,ps为系统压力,表示液压执行器第一腔压力在线估计值,u-1(qref,Δp)表示利用参考流量和压差提前标定阀口开度。
5.根据权利要求1所述的显隐双控制器并行的电液系统压力传感器故障诊断方法,其特征在于,所述步骤基于液压执行器第二腔压力采用压力控制回路获取显式控制器中阀口独立控制阀二的开度信号具体包括:
对显式控制器中阀口独立控制阀二采用压力控制回路,按照以下公式计算显式控制器中阀口独立控制阀二的开度信号u2
式中,Kp表示比例调节系数,Ki是积分调节系数,p2为液压执行器第二腔压力,p2.ref表示预设的目标参考压力,t为积分起始时间,ti为积分终止时间。
6.根据权利要求5所述的显隐双控制器并行的电液系统压力传感器故障诊断方法,其特征在于,所述步骤基于液压执行器参考速度采用流量控制回路获取隐式控制器中阀口独立控制阀二的开度信号具体包括:
对隐式控制器中阀口独立控制阀二采用流量控制回路,按照以下表达式计算隐式控制器中阀口独立控制阀二的开度信号u′2
u′2=u-1(vref·A2,p2-pr)
其中,vref为液压执行器的参考度,A2表示液压执行器有杆腔面积,pr为回油压力,p2表示液压执行器第二腔压力,u-1(qref,Δp)表示利用参考流量和压差提前标定阀口开度。
7.根据权利要求1所述的显隐双控制器并行的电液系统压力传感器故障诊断方法,其特征在于,所述步骤将阀口独立控制阀一和阀口独立控制阀二的残差分别和预设阈值相比较,以识别出阀口独立控制阀一和阀口独立控制阀二是否故障具体包括:
判断阀口独立控制阀一的残差是否超过预设阈值;
若否,则判断阀口独立控制阀二的残差是否超过预设阈值;
当阀口独立控制阀二的残差超过预设阈值,则表明信号异常;
当阀口独立控制阀二的残差没有超过预设阈值,则表明液压执行器第一腔压力传感器和液压执行器第二腔压力传感器不存在故障。
8.根据权利要求7所述的显隐双控制器并行的电液系统压力传感器故障诊断方法,其特征在于,所述步骤判断阀口独立控制阀一的残差是否超过预设阈值之后还包括:
当阀口独立控制阀一的残差超过预设阈值,则判断阀口独立控制阀二的残差是否超过预设阈值;
当阀口独立控制阀二的残差超过预设阈值,则判断至少液压执行器第二腔压力传感器故障;
当阀口独立控制阀二的残差没有超过预设阈值,则判断压执行器第一腔压力传感器故障。
9.一种显隐控制器并行的压力传感器故障诊断装置,包括处理器及存储介质;所述存储介质用于存储指令;
所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行权利要求1-8任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该程序被处理器执行时实现如权利要求1-8任一项所述方法的步骤。
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