JPH1047313A - スティックスリップ検出方法および検出装置 - Google Patents
スティックスリップ検出方法および検出装置Info
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- JPH1047313A JPH1047313A JP9043347A JP4334797A JPH1047313A JP H1047313 A JPH1047313 A JP H1047313A JP 9043347 A JP9043347 A JP 9043347A JP 4334797 A JP4334797 A JP 4334797A JP H1047313 A JPH1047313 A JP H1047313A
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Abstract
常な状態との相違の程度を数量で与えられるようにする
ことを目的とする。 【解決手段】 変位検出部1で検出した変位信号より、
1階微分演算部2でその変位信号の1階微分値を算出す
る。また、変位信号より、2階微分演算部3で変位信号
の2階微分値を算出する。ここで、特性記憶部4に記憶
されている特性式により、算出した1階微分値を用い
て、2階微分値推定部5において推定2階微分値を推定
する。そして、診断演算部6において、その推定2階微
分値と、2階微分演算部3で得られた2階微分値との差
を求め、この結果によりスティックスリップの発生を判
断する。
Description
断やガスガバナなど、接触摩擦部を有する摺動面をもつ
装置の故障診断をおこなうために、それらの動作におけ
るスティックスリップを検出するスティックスリップ検
出方法および検出装置に関する。
部分におけるスティックスリップの発生を検出すること
で、診断することが可能である。スティックスリップ
は、例えば、図10に示すように、ピストン41とシリ
ンダ42との接触摺動部43の状態によって発生するも
のである。たとえば、このスティックスリップは、接触
摺動部43に異物が混入したときなどに発生する。した
がって、ピストン41の変位を変位計測部44で計測
し、以下に示すように、その変位の状態を固着監視部4
5で監視することでスティックスリップを検出できる。
態で、その変位の状態を変位計測部44で検出する。こ
のなかで、駆動入力を与えていても変位が一定時間変化
しない場合、固着監視部45はスティックスリップが発
生したものと判断する。図11は、変位計測部44で計
測した時間変化に対する調節弁の摺動部分の変位を示し
たものであり、実線が正常な状態を示し、破線がスティ
ックスリップの発生している状態を示している。同図に
示すように、スティックスリップが発生しているとき
は、摺動部の変位が時間と共に連続的に変化していな
い。このように、駆動入力を与えた環境で動作状態を監
視し、図11の破線で示すように、システムが一定時間
以上動作しない状態を、固着監視部45で検出すること
で、スティックスリップの発生を検出することができ
る。
来のスティックスリップの検出技術では、スティックス
リップの発生する原因と現象を分析した結果に基づく方
法ではない。このため、従来の技術では、互いに摺動す
る物体が動作する条件によって、スティックスリップ
(摩擦振動)の発生を検知できない場合が発生してしま
う。その検知できない場合と検知できる場合との差異は
明確にされていない。
ない状態が細かく発生している状況である。そして、実
際には、スティックスリップが発生している状態では、
上述の固着時間はスティックスリップを発生させる機構
のパラメータと操作入力の関数となり、動作しない時間
が一様ではない。このため、一様な固着時間の設定は困
難である。たとえ、上述したように、動作しない時間を
固定として監視しても、確実にスティックスリップを検
出できるとは限らない。図11の破線で示したような、
顕著なスティックスリップを示す機械の応答は、通常で
は発生する可能性はない。しかし、図11に示す程度に
スティックスリップが発生していないと、スティックス
リップを検出することが困難である。
るためになされたものであり、スティックスリップが発
生している状態と正常な状態との相違の程度を数量で与
えられるようにすることを目的とする。
リップ検出方法は、可動部の変位を検出し、そして、そ
の変位より第1の状態量を算出し、また、変位より第2
の状態量を算出する。そして、予め求めてある可動部の
正常動作時の変位より得られる第1の状態量と第2の状
態量との関係を利用し、検出した変位より算出した第1
の状態量より第2の状態量を推定して推定状態量を算出
し、検出した変位より算出した第2の状態量と推定状態
量とを比較することで可動部の異常を判断するようにし
た。以上のようにスティックスリップの検出を行うと、
スティックスリップが発生すると、第2の状態量と推定
状態量とが異なってくる。
装置は、可動部の変位を検出する変位検出部と、その変
位より第1の状態量を算出する第1の演算部と、その変
位より第2の状態量を算出する第2の演算部とを備え
る。加えて、予め求めてある可動部の正常動作時の変位
より得られる第1の状態量と第2の状態量との関係を格
納した特性記憶部と、その特性記憶部に格納されている
関係を利用し、第1の状態量より前記第2の状態量を推
定して推定状態量を算出する状態量推定部と、第2の状
態量と推定状態量とを比較することで可動部の異常を判
断する診断演算部を備えるようにした。このような構成
としたので、第2の状態量と推定状態量との関係がステ
ィックスリップの発生により変化することになり、この
変化が診断演算部により判断される。
装置は、可動部の変位を検出する変位検出部と、その変
位より第1の状態量を算出する第1の演算部と、その変
位より第2の状態量を算出する第2の演算部とを備え
る。また、予め求めてある可動部の正常動作時の変位よ
り得られる第1の状態量と第2の状態量との関係を格納
した特性記憶部を備える。加えて、第1の平均演算部が
算出した第1の状態量および前記第2の平均演算部が算
出した第2の状態量の間の関係と、特性記憶部に格納さ
れた関係とを比較することで、可動部の異常を判断する
診断演算部を備えるようにした。このような構成とした
ので、第1の平均演算部が算出した第1の状態量および
前記第2の平均演算部が算出した第2の状態量の間の関
係と、特性記憶部に格納された関係とが、スティックス
リップの発生により変化することになり、この変化が診
断演算部により判断される。
態量は、変位の微小変化量もしくは変位の微小変化量の
微小変化量である。また、この微小変化量は例えば、1
階微分値もしくは1階差分値であり、微小変化量の微小
変化量は2階微分値もしくは2階差分値である。また、
それら第1の状態量および第2の状態量は、変位の1階
差分値の平均もしくは変位の1階差分値の2乗平均であ
る。なお、例えば、第1の状態量として、求めた複数の
1階差分値の一部の平均を用いるようにしてもよい。同
様に、第2の状態量として、求めた複数の1階差分値の
一部の2乗平均を用いるようにしてもよい。
参照して説明する。 実施の形態1 初めに、この実施の形態1の概要について説明する。例
えば、図10に示したような摺動部を有するピストン4
1の時間と共に変化する変位の状態を測定すると、図1
に示すような特性図が得られる。図1において、(a)
は正常な状態を示し、(b)はスティックスリップの発
生している状態を示している。図1(b)に示すよう
に、スティックスリップが発生している状態では、変位
を検出している信号に高周波成分が発生する。したがっ
て、この変位を検出している信号をフーリエ変換で分析
し、その高周波成分の発生状態を検出できれば、スティ
ックスリップの発生を判断できることになる。
分は、以下の数1で与えることができる。そして、同様
に、時刻tにおける変位の2階微分は以下の数2で与え
ることができる。なお、以下の数1,2は複素形で示し
たものであり、aは振幅、ωは角周波数、jは虚数単位
である。
数3,数4に示すようにパーセヴァルの等式が成り立
つ。
値について、以下の数5で示す関係が成立する。
1階微分値で除したものは、W軸に関する変位の1階微
分信号のパワースペクトルの重心となる。つまり、変位
の2階微分値と1階微分値の関係の変化を求めれば、上
述の重心の変化を求めていることになる。ここで、前述
したスティックスリップが発生し、検出している変位信
号に高周波成分が発生すると、その重心が変化する。し
たがって、変位の2階微分値と1階微分値の関係の変化
を求めれば、スティックスリップの発生状態を検出する
ことができる。
ティックスリップ検出に関して説明する。図2は、この
発明の実施の形態1におけるスティックスリップ検出装
置の構成を示す構成図である。図2において、1は摺動
の相対変位を計測する変位検出部、2は検出した相対変
位の1階微分を計算する1階微分演算部、3は検出した
相対変位の2階微分を計算する2階微分演算部である。
る状態の1階微分値と2階微分値との関係(特性式)が
格納されている特性記憶部、5は1階微分演算部2が算
出した1階微分値より、特性記憶部4に格納されている
特性式を用いて2階微分値の推定値を算出する2階微分
値推定部である。そして、6は2階微分値推定部5によ
る推定2階微分値と、2階微分演算部3による実際の2
階微分値とを比較し、その差の程度を求める診断演算部
である。
の物体の相対変位xを計測しているときの変位信号の1
階微分値を、以下に示す数6のとおりに、時間Tの間の
2乗和として求める。
階微分値を、以下の数7に示すように、時間Tの間の2
乗和として求める。
る状態の変位信号の1階微分値と2階微分値との関係
(特性式)として、例えば、最も簡単なものとして以下
の数8に示すように、2つの定数A,Bにより1次近似
した特性式が格納されている。
で示した特性式を用いて、計測値から得られた1階微分
値より2階微分値を推定する。
より、推定した2階微分値と実際の2階微分値との差を
求める。
変位信号の1階微分値より推定2階微分値を求め、これ
と変位より求めた実際の2階微分値とを比較するように
したものである。そして、例えば、その差Eτが所定の
値より大きい場合にスティックスリップの発生が起きた
ものと判断できる。言い換えれば、この差Eτに注目す
ることが、前述した変位の2階微分値と1階微分値の関
係の変化に注目することになる。なお、上述では、2階
微分値を推定するようにしたが、これに限るものではな
く、2階微分値より1階微分値を推定し、この推定1階
微分値と変位より求めた実際の1階微分値とを比較する
ようにしてもよい。
信号の1階微分値および2階微分値を求めるようにした
が、これらを以下の数10,数11により求めるように
しても良い。
がアナログ信号の場合について説明したが、得られる変
位信号がデジタル信号の場合について以下に説明する。
図3は、この実施の形態3におけるスティックスリップ
検出装置の構成を示す構成図である。上記実施形態1に
おいては、数6,7に示したように、得られる変位信号
を微分操作することで得られる変位信号より1階微分値
と2階微分値を求めるようにした。しかし、得られる変
位信号がデジタル信号の場合、図3に示した1階差分演
算部2aおよび2階差分演算部3aにおいて、以下に示
す数12および数13を用いて1階微分値および2階微
分値に相当する、1階差分値および2階差分値を算出す
る。
り、以下の数14により求める。
施の形態1の数8に対応し、この実施の形態3における
特性記憶部4aに格納されている特性式は、以下の数1
5となる。
用い、2階差分値推定部5aにおいて、数15により2
階差分値の推定値を算出する。一方、数13により2階
差分演算部3aにおいて、実測値より得られる2階差分
値を算出する。次いで、診断演算部6において、この値
と推定値との差を求め、例えば、その差Eτが所定の値
より大きい場合にスティックスリップの発生が起きたも
のと判断できる。なお、この実施の形態3においても、
数13により求められた2階差分値より、数15で推定
1階差分値を算出し、この推定1階差分値と数12によ
り求められる実際の1階差分値とを比較するようにして
も良い。
3においては、数12,13において2乗和を求めるよ
うにしているが、これに限るものではない。以下の数1
6,17により、1階差分値および2階差分値の和を算
出するようにしても良い。
用い、上記数15により推定値を算出する。一方、数1
7により実測値より得られる値を算出する。次いで、こ
の値と推定値との差を求める。そして、例えば、その差
Eτが所定の値より大きい場合に、スティックスリップ
の発生が起きたものと判断できる。
数15を利用し、スティックスリップの発生状態を測定
した結果を示す特性図である。図4における直線は、数
15に示した1次近似した特性式をモデルとして示して
いる。破線は、そのモデルの±σの誤差の範囲を示して
いる。この直線により、1階差分値から数15を用いて
算出した2階差分値の推定値の状態が示されたことにな
る。図4中に、測定値より算出した1階差分値と、測定
値より算出した2階差分値とで示される座標にプロット
する。そして、そのプロット点が直線から離れている距
離が、前述した差Eτを示すものとなる。
態で測定した結果得られた1階差分値と2階差分値の関
係を示している。また、図4に示される「*」は、ステ
ィックスリップが発生している状態で測定した結果得ら
れた1階差分値と2階差分値の関係を示している。すな
わち、測定した結果得られる1階差分値と2階差分値の
関係を示すプロットが、破線で挟まれる範囲を大きくは
ずれるとき、スティックスリップが発生しているものと
判断できる。
いる正常時の関係を利用し、検出した変位より算出した
第1の状態量より第2の状態量を推定して推定状態量を
算出し、これと検出した変位より算出した第2の状態量
との差を求めるようにしているが、これに限るものでは
ない。予め用意されている正常時の関係と、検出した変
位より得た第1の状態量および第2の状態量の間の関係
とを比較することで、スティックスリップが発生してい
る状態を検出するようにしてもよい。
ックスリップ検出装置の構成を示す構成図である。図5
に示すように、変位検出部1で検出された変位より、1
階微分演算部2において、上記実施の形態1と同様にし
て、変位の1階微分値が第1の状態量として算出され
る。また、変位検出部1で検出された変位より、2階微
分演算部3において、上記実施の形態1と同様にして、
変位の1階微分値が第2の状態量として算出される。
状態における第1の状態量と第2の状態量の関係が格納
されている。そして、診断演算部6aでは、1階微分演
算部2において算出された第1の状態量と、2階微分演
算部3において算出された第2の状態量との関係を求
め、これと特性記憶部4bに格納されている関係とを比
較することで、スティックスリップの発生を検出する。
なお、この実施の形態5では、第1の状態量として検出
した変位の1階微分値を用い、第2の状態量として検出
した変位の2階微分値を用いるようにしたが、これに限
るものではない。第1の状態量として検出した変位の1
階差分値を用い、第2の状態量として検出した変位の2
階差分値を用いるようにしてもよい。
では、摺動部の変位の1階微分信号のパワースペクトル
の重心を求め、この変化によりスティックスリップ発生
を検出するようにしたが、これに限るものではない。往
復摺動している部位より得られる変位信号の1階差分値
の絶対値の平均の値と、1階差分値の2乗平均の値との
間の関係によりスティックスリップの発生を検出するこ
とができる。
スティックスリップ検出装置に関して説明する。この実
施の形態6においては、まず、図6に示すように、変位
検出部1は、摩擦振動の発生を監視する対象の機械装置
が稼働している状態で、その接触摺動部を有する可動部
の変位xを計測して変位信号を出力している。そして、
この変位信号を受け取った差分演算部11では、その変
位信号の時間tにおける1階差分値を求める。ただし、
この1階差分値δxは、Δt1の間のxの差分であり、
以下の数18により求める。
ば、以下の数19に示すように、第1の総和記憶部14
に格納されている(m−1)Δt2の間の和S1′に、
時刻τにおける差分演算部11で求めた1階差分値を加
算することで、時刻τにおける1階差分値の和S1 を求
める。
る。この総和演算実行間隔Δt2は、等間隔であっても
また等間隔でなくてもよい。なお、この実施の形態にお
いては、総和演算実行間隔Δt2が、等間隔である場合
を例に取り説明している。また、mは総和演算実行回数
であり、第1の総和演算記憶部14に格納されている和
S1′は、以下の数20で示される。
よって得た1階差分値の和は、第1の総和記憶部14に
記憶される。また、同時に、第2の総和演算部13で
は、例えば、以下の数21に示すように、第2の総和記
憶部15に格納されている(m−1)Δt2の間の2乗
和S2′に、時刻τにおける差分演算部11で求めた1
階差分値の2乗を加算することで、時刻τにおける1階
差分値の2乗和S2 を求める。
ている2乗和S2′は、以下の数22で示される。
よって得た1階差分値の2乗和は、第2の総和記憶部1
5に記憶される。
よび第2の総和演算部13においては、総和演算実行回
数mが所定回数N以上、あるいは、総和演算実行時間T
=mΔt2が所定時間T0以上となると、総和演算処理
を終了する。以下の説明では、総和演算処理の終了を、
所定回数Nにより判定する場合について説明する。
と、まず、第1の平均演算部16では、第1の総和記憶
部14に記憶された1階差分値の和と総和演算実行回数
Nとから、以下に示す数23または数24により、変位
の1階差分値の平均である第1の状態量を求める。
総和記憶部15に記憶された1階差分値の2乗和と総和
演算実行回数Nとから、以下に示す数25または数26
により、変位の1階差分値の2乗平均である第2の状態
量を求める。
場合、第2の状態量は数25を用いて求め、第1の状態
量を数24より求める場合には、第2の状態量は数26
を用いて求めるようにする。
により、第1の状態量が求められ、第2の平均演算部1
7により第2の状態量が求められる。そして、状態量推
定部18では、その計測の結果得られた第1の状態量
(平均)より、特性記憶部19に記憶された摺動が正常
である状態の第1の状態量と第2の状態量の関係を用い
て、第2の状態量を推定する。この状態量推定部18に
おける第2の状態量の推定は、例えば以下のようにして
行う。
3の結果を用い、第2の状態量として数25の結果を用
いたものとする。なお、それらの替わりに、数24およ
び数26を用いるようにしてもよいことはいうまでもな
い。特性記憶部19では、摺動が正常である状態の第1
の状態量(平均)と第2の状態量(2乗平均)との関係
が、次の数27に示すように、所定の定数Aを用いて1
次近似して格納されている。これは、予め用意されてい
るものである。
際に摩擦信号の発生を監視する対象の機械装置が稼働し
ている状態において、第1の平均演算部16によって求
めた第1の状態量(平均)を、特性記憶部19によって
記憶されている正常な状態を示している数27に代入
し、第2の状態量を推定する。次に、この推定した第2
の状態量と、第2の平均演算部17によって求めた第2
の状態量の実測値とを診断演算部20で比較する。この
比較は、まず、以下の数28により、推定した第2の状
態量と、実測された第2の状態量との差を計算する。
る演算の結果、その差が所定の値より大きい場合、ステ
ィックスリップが発生しているものとする。そして、そ
の結果は、信号出力部21より外部へ出力される。な
お、上述では第2の状態量を推定するようにしたが、第
1の状態量を推定するようにしてもよいことはいうまで
もない。
するようにしたが、計測の結果得られた第1の状態量と
第2の状態量の関係と、摺動が正常である状態の第1の
状態量と第2の状態量の関係とを比較するようにしても
よい。この実施の形態7においては、図7に示すよう
に、変位検出部1は、摩擦振動の発生を監視する対象の
機械装置が稼働している状態で、その接触摺動部を有す
る可動部の変位xを計測して変位信号を出力している。
そして、上記実施の形態6と同様に、この変位信号を受
け取った差分演算部11では、その変位信号の時間tに
おける1階差分値を求める。
に、第1の総和演算部12では、上記数19に示すよう
に、第1の総和記憶部14に格納されている(m−1)
Δt2の間の和S1′に、時刻τにおける差分演算部1
1で求めた1階差分値を加算することで、時刻τにおけ
る1階差分値の和S1 を求める。そして、第1の総和演
算部12での演算によって得た1階差分値の和は、第1
の総和記憶部14に記憶される。また、同時に、第2の
総和演算部13では、第2の総和記憶部15に格納され
ている(m−1)Δt2の間の2乗和S2′に、時刻τ
における差分演算部11で求めた1階差分値の2乗を加
算することで、時刻τにおける1階差分値の2乗和S2
を求める。
と、まず、第1の平均演算部16では、第1の総和記憶
部14に記憶された1階差分値の和と総和演算実行回数
Nとから、変位の1階差分値の平均である第1の状態量
を求める。一方、第2の平均演算部17では、第2の総
和記憶部15に記憶された1階差分値の2乗和と総和演
算実行回数Nとから、変位の1階差分値の2乗平均であ
る第2の状態量を求める。以上のことにより、第1の平
均演算部16により、第1の状態量が求められ、第2の
平均演算部17により第2の状態量が求められる。
の結果得られた第1の状態量と第2の状態量との関係を
求め、これと、特性記憶部19に記憶された摺動が正常
である状態の第1の状態量と第2の状態量の関係とを比
較する。まず、特性記憶部19では、摺動が正常である
状態の第1の状態量(平均)と第2の状態量(2乗平
均)との関係が、次の数29で示される、所定の定数A
を用いた状態で格納されている。
発生を監視する対象の機械装置が稼働している状態にお
いて、第1の平均演算部16によって求めた第1の状態
量と第2の平均演算部17によって求めた第2の状態量
の比(関係)を、次の数30により求める。
特性記憶部19によって記憶されている正常な状態の比
Aとを、以下に示すことにより比較する。この比較は、
次に示す数31により、数30で得られた比と正常な状
態の比Aとの差を計算することにより行う。
所定値以上となったときにスティックスリップが発生し
たものと判断する。そして、その結果は、信号出力部2
1より外部へ出力される。
た1階差分値の絶対値の平均の値と、数25により求め
られた1階差分値の2乗平均の値との間の関係に着目す
ることで、スティックスリップの発生状態を把握するこ
とができる。ただし、1階差分値の和の値と1階差分値
の2乗和の値の間の関係を利用することも可能である
が、この場合、スティックスリップの発生状態を把握す
る際に、それぞれの値が同一期間における演算値となる
ようにする必要がある。摺動の状態が正常な場合、往復
摺動している部位より得られる変位信号の1階差分値の
発生頻度分布は、図8(a)のヒストグラムに示される
ようになる。これに対して、スティックスリップが発生
している場合には、変位信号の1階差分値の発生頻度分
布は、図8(b)のヒストグラムに示されるようにな
る。
していない場合、図8(a)に示すように、数23によ
り得られる1階差分値の絶対値の平均の値601と、数
25により得られる1階差分値の2乗平均の値602の
差は、あまり大きくない。これに対して、スティックス
リップが発生していると、図8(b)に示すように、1
階差分値の絶対値の平均の値603と、1階差分値の2
乗平均の値604の差が大きいものとなる。この差の変
化を見ることで、スティックスリップの発生を検出する
ことができる。
る相対変位を検出し、その結果を上述した図7のスティ
ックスリップ検出装置に適用した結果を示している。図
9において、横軸はその相対変位を検出したことにより
得られる変位信号の1階差分の絶対値の平均,すなわ
ち,第1の状態量を示し、縦軸はその相対変位を検出し
たことにより得られる変位信号の1階差分の2乗平均,
すなわち第2の状態量を示している。また、図9中、
「*」はスティックスリップの発生したときの値であ
り、「○」は正常な状態の値である。
からは、数29に示すような近似を行うことが可能とな
る。これに対して、スティックスリップの発生している
ときの値は、一様にその正常な状態を示す近似から外れ
る。これは、正常な状態に比較して、スティックスリッ
プが発生すると相対速度の発生頻度分布に偏りが生じ、
1階差分値の絶対値の平均に比べて2乗平均が大きくな
るからである。なお、上述した実施の形態においては、
診断演算部の演算として差を求める例を示したが、この
差を求めることに替えて、比を求めるようにし、その比
が所定値より大きいか否かで診断するようにしてもよい
ことはいうまでもない。
出は、検出された変位をコンピュータで処理することで
スティックスリップを検出するようにしてもよい。すな
わち、図12に示すように、コンピュータ101を構成
するCPU102がバス103を介して接続されている
メモリ104に展開されているプログラムにより動作す
ることで、変位検出部1から得られた変位の検出結果で
ある変位信号を処理し、診断結果を出力するようにして
もよい。ここで、そのプログラムは、上記実施の形態1
〜5で説明したスティックスリップ検出の処理を、CP
U102(コンピュータ101)に行わせるものであ
る。
階微分演算部2,2階微分演算部3,2階微分値推定部
5,診断演算部6の機能をCPU102に行わせ、ま
た、特性記憶部4に記憶されている特性式が記述されて
いるものである。この場合、メモリ104に展開されて
いるプログラムは、バス103を介して外部接続される
外部記憶装置105に格納されているものを取り込んで
展開するようにすればよい。この外部記憶装置105と
しては、例えば、磁気ディスク記憶装置などがある。
えば、まず、可動部の変位を検出し、そして、変位の微
小変化量である第1の状態量を算出し、また、変位の微
小変化量の微小変化量をとることで得られる第2の状態
量を算出する。ここで、微小変化量としては1階微分値
もしくは1階差分値であり、微小変化量の微小変化量と
しては2階微分値であり2階差分値である。そして、予
め求めてある可動部の正常動作時の変位より得られる第
1の状態量と第2の状態量との関係を利用し、検出した
変位より算出した第1の状態量より第2の状態量を推定
して推定状態量を算出し、検出した変位より算出した第
2の状態量と推定状態量とを比較することで可動部の異
常を判断するようにした。
量と推定状態量との差は、可動部の変位に含まれる高周
波成分により変化する。また、スティックスリップが発
生することで、可動部の変位には高周波成分が発生す
る。すなわち、スティックスリップが発生すれば、第1
の状態量と第2の状態量との関係が変化し、例えば、第
2の状態量と推定状態量との間に差が発生するものとな
る。したがって、この発明では、この差を監視するよう
にしたので、スティックスリップの発生状態を判断する
ことが可能となり、また、スティックスリップが発生し
ている状態と正常な状態との相違の程度を数量で与えら
れ、スティックスリップの発生を検出することができる
という効果を有する。
し、そして、その変位の1階差分値の平均の値である第
1の状態量を算出し、また、検出した変位の1階差分値
の2乗平均の値である第2の状態量を算出する。そし
て、予め求めてある可動部の正常動作時の変位より得ら
れる第1の状態量と第2の状態量との関係を利用し、検
出した変位より算出した第1の状態量より第2の状態量
を推定して推定状態量を算出し、検出した変位より算出
した第2の状態量と推定状態量とを比較することで可動
部の異常を判断するようにした。
発生したときの変位の1階差分値頻度を見ると、中間的
な値が減少していく。このため、第1の状態量と第2の
状態量の間の関係が、スティックスリップが発生してい
ないときと発生しているときとでは異なるものとなる。
したがって、この発明では、この違いを監視するように
したので、スティックスリップの発生状態を判断するこ
とが可能となり、また、スティックスリップが発生して
いる状態と正常な状態との相違の程度を数量で与えら
れ、スティックスリップの発生を検出することができる
という効果を有する。
る可動部の正常動作時の変位より得られる第1の状態量
および第2の状態量の間の関係と、検出した変位より算
出した第1の状態量およびだい2の状態量の間の関係と
を比較することで可動部の異常を判断するようにしたの
で、上述と同様の効果を有する。
である。
ティックスリップ検出装置の構成を示す構成図である。
スリップ検出装置の構成を示す構成図である。
発生状態を測定した結果を示す特性図である。
出装置の構成を示す構成図である。
出装置の構成を示す構成図である。
出装置の構成を示す構成図である。
の1階差分値の発生頻度分布を示すヒストグラムであ
る。
発生状態を測定した結果を示す特性図である。
プを検出する従来のシステム構成を示す構成図である。
示す特性図である。
場合の構成を示す構成図である。
算部、4…特性記憶部、5…2階微分値推定部、6…診
断演算部。
Claims (9)
- 【請求項1】 接触摺動部を有する可動部の異常を検出
するスティックスリップ検出方法において、 前記可動部の変位を検出し、 前記変位より第1の状態量を算出し、 前記変位より第2の状態量を算出し、 予め求めてある前記可動部の正常動作時の変位より得ら
れる第1の状態量と第2の状態量との関係を利用し、前
記算出した第1の状態量より前記第2の状態量を推定し
て推定状態量を算出し、 前記算出した第2の状態量と前記推定状態量とを比較す
ることで前記可動部の異常を判断することを特徴とする
スティックスリップ検出方法。 - 【請求項2】 請求項1記載のスティックスリップ検出
方法において、 前記第1の状態量は前記変位の微小変化量であり、 前記第2の状態量は前記変位の微小変化量の微小変化量
であることを特徴とするスティックスリップ検出方法。 - 【請求項3】 請求項1記載のスティックスリップ検出
方法において、 前記第1の状態量は前記変位の1階差分値の平均であ
り、 前記第2の状態量は前記変位の1階差分値の2乗平均で
あることを特徴とするスティックスリップ検出方法。 - 【請求項4】 接触摺動部を有する可動部の異常を検出
するスティックスリップ検出装置において、 前記可動部の変位を検出する変位検出部と、 前記変位より第1の状態量を算出する第1の演算部と、 前記変位より第2の状態量を算出する第2の演算部と、 予め求めてある前記可動部の正常動作時の変位より得ら
れる第1の状態量と第2の状態量との関係を格納した特
性記憶部と、 前記特性記憶部に格納されている関係を利用し、前記第
1の演算部が算出した第1の状態量より前記第2の状態
量を推定して推定状態量を算出する状態量推定部と、 前記第2の演算部が算出した第2の状態量と前記推定状
態量とを比較することで前記可動部の異常を判断する診
断演算部とを備えたことを特徴とするスティックスリッ
プ検出装置。 - 【請求項5】 接触摺動部を有する可動部の異常を検出
するスティックスリップ検出装置において、 前記可動部の変位を検出する変位検出部と、 前記変位より第1の状態量を算出する第1の演算部と、 前記変位より第2の状態量を算出する第2の演算部と、 予め求めてある前記可動部の正常動作時の変位より得ら
れる第1の状態量と第2の状態量との関係を格納した特
性記憶部と、 前記第1の演算部が算出した第1の状態量および前記第
2の演算部が算出した第2の状態量の間の関係と、前記
特性記憶部に格納された関係とを比較することで、前記
可動部の異常を判断する診断演算部とから構成されてい
ることを特徴とするスティックスリップ検出装置。 - 【請求項6】 請求項4または5記載のスティックスリ
ップ検出装置において、 前記第1の状態量は前記変位の微小変化量であり、 前記第2の状態量は前記変位の微小変化量の微小変化量
であることを特徴とするスティックスリップ検出装置。 - 【請求項7】 請求項4または5記載のスティックスリ
ップ検出装置において、 前記第1の状態量は前記変位の1階差分値の平均であ
り、 前記第2の状態量は前記変位の1階差分値の2乗平均で
あることを特徴とするスティックスリップ検出装置。 - 【請求項8】 接触摺動部を有する可動部の異常を検出
するスティックスリップ検出装置において、 前記可動部の変位を検出する変位検出部と、 前記変位検出部が検出した変位の1階差分値を計算する
差分演算部と、 前記差分演算部により得られた1階差分値の和を計算す
る第1の総和演算部と、 前記第1の総和演算部より得られた1階差分値の和の一
部もしくは全部の平均より第1の状態量を算出する第1
の平均演算部と前記差分演算部により得られた1階差分
値の2乗和を計算する第2の総和演算部と、 前記第2の総和演算部より得られた1階差分値の2乗和
の一部もしくは全部の平均より第2の状態量を算出する
第2の平均演算部と、 予め求めてある前記可動部の正常動作時の変位より得ら
れる第1の状態量と第2の状態量との関係を格納した特
性記憶部と、 前記特性記憶部に格納されている関係を利用し、前記第
1の平均演算部が算出した第1の状態量より前記第2の
状態量を推定して推定状態量を算出する状態量推定部
と、 前記第2の平均演算部が算出した第2の状態量と前記推
定状態量とを比較することで前記可動部の異常を判断す
る診断演算部とから構成されていることを特徴とするス
ティックスリップ検出装置。 - 【請求項9】 接触摺動部を有する可動部の異常を検出
するスティックスリップ検出装置において、 前記可動部の変位を検出する変位検出部と、 前記変位検出部が検出した変位の1階差分値を計算する
差分演算部と、 前記差分演算部により得られた1階差分値の和を計算す
る第1の総和演算部と、 前記第1の総和演算部より得られた1階差分値の和の一
部もしくは全部の平均より第1の状態量を算出する第1
の平均演算部と前記差分演算部により得られた1階差分
値の2乗和を計算する第2の総和演算部と、 前記第2の総和演算部より得られた1階差分値の2乗和
の一部もしくは全部の平均より第2の状態量を算出する
第2の平均演算部と、 予め求めてある前記可動部の正常動作時の変位より得ら
れる第1の状態量と第2の状態量との関係を格納した特
性記憶部と、 前記第1の平均演算部が算出した第1の状態量および前
記第2の平均演算部が算出した第2の状態量の間の関係
と、前記特性記憶部に格納された関係とを比較すること
で、前記可動部の異常を判断する診断演算部とから構成
されていることを特徴とするスティックスリップ検出装
置。
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