【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及主动悬架故障诊断，尤其涉及一种电液伺服主动悬架实验平台及故障诊断方法。
技术介绍
1、汽车悬挂系统是提高驾乘舒适性和操控性能的关键。主动悬挂系统能够根据路面状况自动调整悬挂硬度，从而提高乘坐舒适性和驾驶性能等。主动悬挂发生故障后，乘客可能会感受到较强烈的颠簸和震动，同时车辆在高速行驶或过弯时的稳定性和操控性能会受到影响，可能导致车辆稳定性变差，甚至出现失控的风险。除此之外，主动悬挂系统故障可能会导致车辆在行驶过程中出现异常，如悬挂部件损坏、车身倾斜等，从而影响行驶安全性，在极端情况下，甚至可能发生交通事故。因此，对车辆主动悬架进行故障诊断具有十分重要的意义。
2、主动悬架故障诊断的重要性在于，它能够及时发现并解决悬架系统的问题，确保车辆的行驶安全和舒适性。主动悬架系统对操纵性和平顺性具有显著影响，其故障会导致车辆在行驶过程中出现不稳定、振动加剧等问题，严重影响驾驶品质。然而现有主动悬架故障诊断方法主要包括以下缺陷：
3、1、主动悬架的实验平台与真实车辆具有较大差异，导致获取的实验数据与实际工况数据差别较大，最终使得训练的故障诊断模型的诊断正确率低，无法应用于实际。
4、2、现有的方法没有考虑车辆在运动过程中，车身自身运动对采集的故障数据的影响，即获得的振动信号具有较强的噪声干扰，并缺乏相关的降噪处理手段。
5、因此为解决上述问题急需一种电液伺服主动悬架实验平台及故障诊断方法。
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术的
2、本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种电液伺服主动悬架实验平台，包括主要由底板和立柱组成的龙门架，龙门架的底板上由下到上依次设置有输入信号作动器、车轮悬挂装置、簧载质量块、惯性传感器，车轮悬挂装置上设置有电液伺服作动器，龙门架上方配备有用于增加簧载质量块重量的配重块，龙门架一侧设置有电脑；
4、车轮悬挂装置包括车轮、减震器、液压缸、缸体振动传感器，车轮上方设置有减震器，减震器后方设置有液压缸，液压缸上设置有缸体振动传感器，所述簧载质量块设置在减震器和液压缸之上；
5、电液伺服作动器包括油箱、液压泵、阀体振动传感器、伺服阀、泵体振动传感器，油箱下方联通有液压泵，油箱分别与两侧的液压缸形成进油和回油各两个回路，进油的回路上依次设置有液压泵和伺服阀，液压泵上设置有泵体振动传感器，伺服阀上设置有阀体振动传感器；
6、本专利技术的进一步改进在于：龙门架包括底板、立柱、牵引电机、牵引绳索，底板上方四周设置有立柱，立柱上方设置有牵引电机，牵引电机下方设置有牵引绳索，龙门架上方通过设置在立柱上的锁紧卡扣固定有配重块，配重块包括配重主体、固定柱、吊耳，配重主体前端和后端设置有固定柱，配重主体两侧设置有用于与牵引绳索配合实现吊装的吊耳。
7、本专利技术的进一步改进在于：通过增减配重块的数量来调整簧载质量块的质量；簧载质量块的前端和后端设置有固定柱，固定柱为半圆形柱体，簧载质量块和配重块之间、配重块与配重块之间的半圆形固定柱配合形成圆形柱体，并通过紧固环固定；配重块不使用时，牵引绳索勾住两侧吊耳，并由牵引电机带动配重块上升至设定区域后，通过锁紧卡扣将配重块固定在设定区域。
8、本专利技术的进一步改进在于：两个车轮下方的输入信号作动器分别独立控制，通过输入信号作动器带动车轮上下作动，模拟实际路面信号输入。
9、本专利技术故障诊断方法的进一步改进在于：包括以下步骤：
10、s1:输入信号作动器向车轮悬挂装置输入作动信号；
11、s2：根据控制方案调控电液伺服作动器；
12、s3:惯性传感器监测簧载质量块的纵向位移和侧倾角，记录纵向位移和侧倾角数据，形成纵向位移和侧倾角随时间变化的曲线，其中数据记录的时间间隔为t；
13、s4:阀体振动传感器、缸体振动传感器、泵体振动传感器分别检测作动状态下伺服阀、液压缸、液压泵的振动信号，并将振动信号根据液压元件的不同分别记录，其中振动信号记录的时间间隔为t，并与纵向位移和侧倾角的起止记录时刻一致；
14、s5:结合获取的纵向位移和侧倾角数据，以及不同液压元件的振动传感器与惯性传感器的位置关系，对获取的振动信号进行降噪处理；
15、s6:对降噪后的振动信号，分别在时域和频域上进行分析，进而提取振动信号的特征数据；
16、s7:根据不同液压元件以及该液压元件对应的故障形式，分别构建故障特征数据集；
17、s8:判断不同液压元件的故障特征数据量是否满足实际故障诊断需求；当故障特征数据量不能满足时，更改输入的作动信号形式或在簧载质量块上增加配重块或重复实验多次获取同工况下的故障特征数据，跳转至s1，继续收集不同液压元件的故障特征数据；当故障特征数据量满足时，继续下一步；
18、s9:判断不同液压元件中不同故障形式下的振动信号是否均被记录，并构建故障特征数据集；有液压元件存在设置的故障形式未被记录时，在实验平台中对应更换同型号并存在该故障形式的液压元件，跳转至s1，从而构建该故障形式的特征数据集；反之，进入下一步；
19、s10:将不同液压元件故障特征数据集分别导入深度学习模型训练，得到不同液压元件的故障诊断模型；
20、实际进行故障诊断时，在t时间间隔内，监测车身的纵向位移和侧倾角以及液压元件的实际振动信号，对实际振动信号进行步骤s5、s6的等同处理，并将处理后的实际振动信号输入相应液压元件的故障诊断模型，判断实际液压元件是否存在故障，进而完成主动悬架的故障诊断。
21、本专利技术故障诊断方法的进一步改进在于：步骤s5中振动信号的降噪处理方法如下：
22、设获取的纵向位移数据由函数d(t)表示，其中初始位置为零向上为正，侧倾角数据由函数表示，其中初始位置为零顺时针为正；设某液压元件振动传感器和惯性传感器之间的直线距离为l、水平夹角为θ，该振动传感器监测的振动信号为l(t)，则该振动传感器受簧载质量块影响产生的振动信号可以近似为
23、可得降噪后的振动信号为其中为l(t),d(t),相位误差修正项。
24、本专利技术故障诊断方法的进一步改进在于：步骤s6中振动信号故障特征数据的提取方法如下所示：
25、将降噪后的振动信号分别变换至时域和频域上，在时域上突出显示具有周期性重复出现的信号数据，在频域上过滤掉高频低幅值信号数据，将处理后的信号数据，转换成步骤s10中深度学习模型所需的数据类型，进而实现故障特征数据的提取；
26、当振动传感器和本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电液伺服主动悬架实验平台，其特征在于：包括主要由底板(101)和立柱(102)组成的龙门架(1)，龙门架(1)的底板(101)上由下到上依次设置有输入信号作动器(2)、车轮悬挂装置(3)、簧载质量块(5)、惯性传感器(6)，车轮悬挂装置(3)上设置有电液伺服作动器(4)，龙门架(1)上方配备有用于增加簧载质量块(5)重量的配重块(8)，龙门架(1)一侧设置有电脑(9)；
2.根据权利要求1所述的一种电液伺服主动悬架实验平台，其特征在于，龙门架(1)包括底板(101)、立柱(102)、牵引电机(103)、牵引绳索(104)，底板(101)上方四周设置有立柱(102)，立柱(102)上方设置有牵引电机(103)，牵引电机(103)下方设置有牵引绳索(104)，龙门架(1)上方通过设置在立柱(102)上的锁紧卡扣(7)固定有配重块(8)，配重块(8)包括配重主体(801)、固定柱(802)、吊耳(803)，配重主体(801)前端和后端设置有固定柱(802)，配重主体(801)两侧设置有用于与牵引绳索(104)配合实现吊装的吊耳(803)。
3.根据权利要
4.根据权利要求1所述的一种电液伺服主动悬架实验平台，其特征在于，两个车轮下方的输入信号作动器(2)分别独立控制，通过输入信号作动器(2)带动车轮上下作动，模拟实际路面信号输入。
5.一种电液伺服主动悬架故障诊断方法，其特征在于，其包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种电液伺服主动悬架故障诊断方法，其特征在于，步骤S5中振动信号的降噪处理方法如下：
7.根据权利要求5所述的一种电液伺服主动悬架故障诊断方法，其特征在于，步骤S6中振动信号故障特征数据的提取方法如下所示：
8.根据权利要求5所述的一种电液伺服主动悬架故障诊断方法，其特征在于，步骤S7中构建的故障特征数据集，其第一层标签为液压元件名称，第二层标签为该液压元件对应的故障形式，在故障诊断模型实际诊断时，需同时输出两层标签。
9.根据权利要求5所述的一种电液伺服主动悬架故障诊断方法，其特征在于，步骤S9中不同液压元件中不同故障形式，根据实际工况下液压元件需要检测的故障进行设置。
10.根据权利要求5所述的一种电液伺服主动悬架故障诊断方法，其特征在于，故障特征数据集根据实际故障逐步扩充，故障诊断模型具有一定的自学习能力，当实际故障与故障诊断模型的诊断结果一致时，将步骤S5、S6等同处理后的实际振动信号，添加至对应的故障特征数据集；当实际故障与诊断结果不一致时，将步骤S5、S6等同处理后的实际振动信号，添加至与实际故障对应的故障特征数据集中。
...【技术特征摘要】
1.一种电液伺服主动悬架实验平台，其特征在于：包括主要由底板(101)和立柱(102)组成的龙门架(1)，龙门架(1)的底板(101)上由下到上依次设置有输入信号作动器(2)、车轮悬挂装置(3)、簧载质量块(5)、惯性传感器(6)，车轮悬挂装置(3)上设置有电液伺服作动器(4)，龙门架(1)上方配备有用于增加簧载质量块(5)重量的配重块(8)，龙门架(1)一侧设置有电脑(9)；
2.根据权利要求1所述的一种电液伺服主动悬架实验平台，其特征在于，龙门架(1)包括底板(101)、立柱(102)、牵引电机(103)、牵引绳索(104)，底板(101)上方四周设置有立柱(102)，立柱(102)上方设置有牵引电机(103)，牵引电机(103)下方设置有牵引绳索(104)，龙门架(1)上方通过设置在立柱(102)上的锁紧卡扣(7)固定有配重块(8)，配重块(8)包括配重主体(801)、固定柱(802)、吊耳(803)，配重主体(801)前端和后端设置有固定柱(802)，配重主体(801)两侧设置有用于与牵引绳索(104)配合实现吊装的吊耳(803)。
3.根据权利要求2所述的一种电液伺服主动悬架实验平台，其特征在于，通过增减配重块(8)的数量来调整簧载质量块(5)的质量，簧载质量块(5)的前端和后端设置有固定柱(802)，固定柱(802)为半圆形柱体，簧载质量块(5)和配重块(8)之间、配重块(8)与配重块(8)之间的半圆形固定柱(802)配合形成圆形柱体，并通过紧固环固定；配重块(8)不使用时，牵引绳索勾住两侧吊耳(803)，并由牵引电机带动配...
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