一种基于非线性阈值的油气悬挂故障诊断方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了基于非线性阈值的油气悬挂故障诊断方法及系统，包括以下步骤：S1：通过试验的方法获取油气悬挂的缸筒内压力与活塞杆伸出量的对应关系数据，通过拟合获取缸筒内压力与活塞杆伸出量的对应关系数据基准非线性函数表达式；S2：设定缸筒内压力与活塞杆伸出量的对应关系数据基准非线性函数表达式的上下阈值；S3：监控油气悬挂缸筒内压力与活塞杆伸出量的对应关系数据，当该数据超出设定缸筒内压力与活塞杆伸出量的对应关系数据基准非线性函数表达式的上下阈值时，诊断油气悬挂油缸发生了故障；本发明专利技术有效地解决了依靠人工监测油气悬挂故障不及时的问题，该方法省时省力，准确率高，避免了严重的经济损失。避免了严重的经济损失。避免了严重的经济损失。

【技术实现步骤摘要】
一种基于非线性阈值的油气悬挂故障诊断方法及系统


[0001]本专利技术涉及工程机械油气悬挂故障诊断
，具体是一种基于非线性阈值的油气悬挂故障诊断方法及系统。

技术介绍

[0002]目前国内大部分矿用自卸车前桥配备了油气悬挂，有效地提高了车辆的驾驶室舒适性和操纵稳定性；有的厂家的矿用自卸车采用蓄能器平衡的油气悬挂方式来替代传统的钢板弹簧结构，该方式可实现单轮冲击载荷的大幅下降，以及轮胎接触能力的显著提升，极大提高车架的疲劳寿命。油气悬挂集弹性元件和阻尼元件于一身，选用惰性气体作为弹性元件，具有优越的非线性弹性特性和良好的减震性能。与其他类型的悬挂系统相比，油气悬挂具有非线性变刚度、非线性阻尼特性等功能，能够充分改善车辆的舒适性以及操纵稳定性。
[0003]上述技术目前存在的问题是：油气悬挂在实际的矿山路况应用中，存在零部件抗冲击的可靠性及密封件的耐久性问题，突出的故障表现为就是油气悬挂漏气和漏油。油气悬挂故障发现不及时的话，一方面由于矿山路面的持续冲击造成油气悬挂中的密封件、油缸杆等相关零部件的持续损伤，同时引起减震性能持续下降，另一方面，矿用自卸车的簧上结构件也将承受比油气悬挂正常状态下较大的路面冲击载荷，进而引起车辆的非承载件和承载件的开裂故障，从而给矿用自卸车的用户和厂家带来惨重的经济损失。
[0004]目前矿区主要依靠人工检测油气悬挂，一般人工发现油气悬挂已经漏油时，该油气悬挂内部已经存在较大的损伤，为后期的油气悬挂油缸修复增加了较大难度，鉴于油气悬挂耐久性的目前技术局限性，因此需要依靠一些方式能及时的检测出油气悬挂的故障，及时修复油气悬挂或者更换新的油气悬挂，从而避免严重的经济损失。

技术实现思路

[0005]为了解决上述现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种基于非线性阈值的油气悬挂故障诊断方法及系统，解决了依靠人工监测油气悬挂故障不及时的问题，该方法省时省力，准确率高，避免了严重的经济损失。
[0006]本专利技术采用的技术方案是：一种基于非线性阈值的油气悬挂故障诊断方法，包括以下步骤：S1：通过试验的方法获取油气悬挂的缸筒内压力与活塞杆伸出量的对应关系数据，通过对缸筒内压力与活塞杆伸出量的对应关系数据进行非线性函数拟合，获取到缸筒内压力与活塞杆伸出量的对应关系数据基准非线性函数表达式；S2：设定缸筒内压力与活塞杆伸出量的对应关系数据基准非线性函数表达式的上下阈值；S3：监控油气悬挂缸筒内压力与活塞杆伸出量的对应关系数据，当该数据超出设定缸筒内压力与活塞杆伸出量的对应关系数据基准非线性函数表达式的上下阈值时，诊断
油气悬挂油缸发生了故障。
[0007]优选的，所述的试验的方法具体为：在油气悬挂正常状态下采集到油气悬挂的缸筒内压力与活塞杆伸出量的对应关系数据，并分别以缸筒内压力与活塞杆伸出量为纵坐标和横坐标绘制数据关系图。
[0008]优选的，所述的缸筒内压力指的是油气悬挂无杆腔中的压力，所述的活塞杆伸出量指的是缸筒下端面距活塞杆销轴轴心线的距离。
[0009]优选的，所述的非线性函数拟合的方法具体为：采用y=a*x^b函数进行缸筒内压力与活塞杆伸出量的对应关系数据进行非线性函数拟合，其中x表示活塞杆伸出量，y表示缸筒内压力；a，b为基准非线性函数表达式的常数值。
[0010]优选的，所述的步骤S2中，设定缸筒内压力与活塞杆伸出量的对应关系数据基准非线性函数表达式的上下阈值，采用分段设置阈值的方式：当活塞杆伸出量小于等于A值时，油气悬挂的缸筒内压力的上阈值设置油气悬挂的缸筒内压力基准值为110%,油气悬挂的缸筒内压力的下阈值设置油气悬挂的缸筒内压力基准值为
‑
110%；当活塞杆伸出量大于A值时，油气悬挂的缸筒内压力的上阈值设置油气悬挂的缸筒内压力基准值为105%,油气悬挂的缸筒内压力的下阈值设置油气悬挂的缸筒内压力基准值为
‑
105%。
[0011]一种基于非线性阈值的油气悬挂系统故障诊断系统，包括传感器模块、信号采集模块、故障诊断模块和报警模块；所述的传感器模块与信号采集模块连接，所述的信号采集模块将数据传输给故障诊断模块，所述的故障诊断模块将诊断结果传输给报警模块。
[0012]优选的，所述的传感器模块包括压力传感器和位移传感器；所述的故障诊断模块包括信号滤波模块、非线性阈值诊断模块和结果输出模块。
[0013]本专利技术的有益效果是：本专利技术通过试验获取油气悬挂的缸筒内压力与活塞杆伸出量的对应关系，并通过非线性函数拟合得到基准非线性函数表达式，在基准非线性函数表达式的基础上设置上下阈值，能够覆盖油气悬挂的正常工作状态下的绝大多数对应关系数据，形成油气悬挂的正常工作状态范围，以便于在油气悬挂出现故障时及时发现并进行报警，该方法省时省力，准确率高，避免了严重的经济损失。
附图说明
[0014]图1为试验获取到油气悬挂的缸筒内压力与活塞杆伸出量的对应关系数据图；图2为油气悬挂的缸筒内压力与活塞杆伸出量的对应关系数据非线性拟合曲线图；图3为缸筒内压力与活塞杆伸出量的对应关系数据非线性上下阈值曲线图；图4为油气悬挂剖面图；图5为基于非线性阈值的油气悬挂故障诊断系统示意图；图6为故障诊断模块示意图。
实施方式
[0015]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例，对
本专利技术进行进一步详细说明；在附图或说明中，相似或相同的部分使用相同的标号，并且在实际应用中，各部件的形状、厚度或高度可扩大或缩小。本专利技术所列举的各实施例仅用以说明本专利技术，并非用以限制本专利技术的范围。对本专利技术所作的任何显而易知的修饰或变更都不脱离本专利技术的精神与范围。
[0016]在一个实施例中，采用了一种基于非线性阈值的油气悬挂故障诊断方法，包括以下步骤：S1：通过试验的方法获取油气悬挂的缸筒内压力与活塞杆伸出量的对应关系数据，通过对缸筒内压力与活塞杆伸出量的对应关系数据进行非线性函数拟合，获取到缸筒内压力与活塞杆伸出量的对应关系数据基准非线性函数表达式；S2：设定缸筒内压力与活塞杆伸出量的对应关系数据基准非线性函数表达式的上下阈值；S3：监控油气悬挂缸筒内压力与活塞杆伸出量的对应关系数据，当该数据超出设定缸筒内压力与活塞杆伸出量的对应关系数据基准非线性函数表达式的上下阈值时，诊断油气悬挂油缸发生了故障。
[0017]其中，步骤S1中试验的方法如图1所示：在油气悬挂正常状态下采集到油气悬挂的缸筒内压力与活塞杆伸出量的对应关系数据，并分别以缸筒内压力与活塞杆伸出量为纵坐标和横坐标绘制数据关系图。本实施例中的试验包含了：车辆在空载静置、空载运行、装载、满载运行与卸货五种工况下的油气悬挂缸筒内压力与活塞杆伸出量的对应关系数据。
[0018]如图4所示，缸筒内压力指的是油气悬挂无杆腔中的压力，所述的活塞杆伸出量指的是缸筒下端面距活塞杆销轴轴心线的距离。
[0019]本实施例中非线性函数拟合采用的是y=a*x^b函数进行缸筒内压力与活塞杆伸出量的对应关系数据进行非线性函本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于非线性阈值的油气悬挂故障诊断方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：通过试验的方法获取油气悬挂的缸筒内压力与活塞杆伸出量的对应关系数据，通过对缸筒内压力与活塞杆伸出量的对应关系数据进行非线性函数拟合，获取到缸筒内压力与活塞杆伸出量的对应关系数据基准非线性函数表达式；S2：设定缸筒内压力与活塞杆伸出量的对应关系数据基准非线性函数表达式的上下阈值；S3：监控油气悬挂缸筒内压力与活塞杆伸出量的对应关系数据，当该数据超出设定缸筒内压力与活塞杆伸出量的对应关系数据基准非线性函数表达式的上下阈值时，诊断油气悬挂油缸发生了故障。2.根据权利要求1所述的一种基于非线性阈值的油气悬挂故障诊断方法，其特征在于：所述的试验的方法具体为：在油气悬挂正常状态下采集到油气悬挂的缸筒内压力与活塞杆伸出量的对应关系数据，并分别以缸筒内压力与活塞杆伸出量为纵坐标和横坐标绘制数据关系图。3.根据权利要求1所述的一种基于非线性阈值的油气悬挂故障诊断方法，其特征在于：所述的缸筒内压力指的是油气悬挂无杆腔中的压力，所述的活塞杆伸出量指的是缸筒下端面距活塞杆销轴轴心线的距离。4.根据权利要求1所述的一种基于非线性阈值的油气悬挂故障诊断方法，其特征在于：所述的非线性函数拟合的方法具体为：采用y=a*x^b函数进行缸筒内压力与活塞杆伸出量的对应关系数据进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐海东，宫旭鹏，张家奎，丁跃进，张怡，赵振飞，陆毛毛，杨新明，鲁湘涌，
申请(专利权)人：徐州徐工矿业机械有限公司，
类型：发明
国别省市：