基于LabVIEW的液压系统故障信号处理方法

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1、2015年1月机床与液压Jan．20l5第43卷第1期MACHINETOOL＆HYDRAULICSVo1．43No．1DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2015．O1．046基于LabVIEW的液压系统故障信号处理方法柴凯，张梅军，黄杰，陈灏(解放军理工大学野战工程学院，江苏南京210007)摘要：应用LabVIEW结合Matlab软件设计了液压系统故障信号分析系统，从数据采集、预处理到分别通过时、频域信号处理方法有时域分析、相关性分析、频谱分析、倒频谱分析等；时频联合信号处理方法有短时傅立叶变换(s

2、T丌)、小波变换(wT)、经验模态分解(EMD)、集合经验模态分解(EEMD)等对液压系统正常、冲击、堵塞以及气穴等不同类型信号进行离线研究和分析。运行结果表明：该系统能对信号故障特征进行提取，以便快速准确地查明和判别故障。关键词：LabVIEW；频谱分析；小波分析；EMD；EEMD；液压系统；故障诊断中图分类号：TH137文献标志码：A文章编号：1001—3881(2015)1—189—5HydraulicSystemFaultSignalProcessingMethodBasedonLabVIEWCHAIKai。ZHAN

3、GMeijun，HUANGJie，CHENHao(CollegeofFieldEngineering，PLAUniversityofScienceandTechnology，NanjingJiangsu210007，China)Abstract：ThecombinationofLabVIEWandMatlabsoftwarewasusedtodesignthehydraulicsystemfauhsignalanalysissys—tern．Fromdataacquisition，preprocessingtothrough

4、thetimeandfrequencydomainsignalprocessingmethod：timedomainanalysis，correlationanalysis，spectrumanalysis，cepstrumanalysisetc．；timeandfrequencycombinedsignalprocessingmethod：shorttimeFourierTransformation(sTrr)，waveletdecomposition(WT)，EMD，EEMD，thehydraulicsystemnorm

5、al，impact，andcavitationandblockingsignalsofdiferenttypeswereresearchedandanalyzedofiine．Thecomputationresultshowsthatthesystemcanextractsignalfaultfeature，SOthatquicklyandaccuratelyidentifyanddeterminefault．Keywords：LabVlEW；Spectralanalysis；Wavelettransformation；EM

6、D；EEMD；Hydraulicsystem；Faultdiagnosis0前言实验结果证明，基于LabVIEW的液压故障信号分析液压系统是目前机械设备的关键组成部分，也是系统，采用模块化、人性化设计的思想，研制周期装备中故障常发和多发的地方，它是机、电、液耦合短、开发成本低、性能可靠、具有良好的人机界面、的复杂系统。系统故障也是由以上各方面因素综合影操作方便等优点，为设备维护和故障诊断提供了重要响的一个复杂问题，及时掌握液压部件运行状态对提参考，提高了液压系统的工作效率和使用率，具有较高机械装备的可靠性和实用性具有非常重要

7、的意高的实用价值。义⋯。在传统诊断技术的基础上，人们把液压控制理1系统总体方案设计和硬件组成论、信息理论和电子技术、传感器技术以及识别技术基于LabVIEW的液压故障信号分析系统总体设等结合并应用于液压系统．形成了许多新的液压故障计方案如图1所示。研究对象为自主开发的液压故障诊断方法。振动信号处理方法是实现故障诊断的关综合实验平台，如图2所示。该实验平台技术规格及键。对振动信号进行分析和处理能剔除或削弱各种干主要参数为：额定压力8MPa。额定流量3．7L／rain．扰和无用噪声，保留或增强有用信号，得到利于故障电机功率1．5

8、kW，可以模拟冲击、堵塞、气穴等故分析的特征量_2]。本文作者通过图形化的编程语言障。通过EMT690D对不同故障环境中上行的液压缸LabVIEW开发设计了液压故障诊断信号分析系统，水平、垂直和轴向的振动加速度信号进行采集、实时从时域、频域和时频域里选取典型而又实用的信号处显示和储存，采样