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文档简介

研究背景液压系统广泛应用于工程机械、航空航天、海洋工程等多个领域的重大装备，是高端装备制造业的基础。轴向柱塞泵被誉为液压系统的“心脏”，在高压力、大流量、强冲击等恶劣负载工况下，容易出现磨损、疲劳、空蚀等故障，严重影响装备的安全可靠运行。因此，亟需针对轴向柱塞泵开展预测性维护研究。相比于目前大部分故障诊断研究着眼于柱塞泵事后的故障诊断，健康评估则更关注设备当前健康状态，是实现柱塞泵“防患于未然”的关键。图1柱塞泵典型失效形式研究方法本文针对摩擦副磨损泄漏这一柱塞泵典型失效形式，提出了一种模型和数据混合驱动的柱塞泵健康评估方法。首先，建立柱塞泵容积损失物理模型，利用健康样本数据求解柱塞泵容积损失系数向量；其次，使用健康样本的容积损失系数向量训练支持向量数据描述模型(supportvectordatadescription,SVDD)；最后，采用训练好的SVDD模型度量测试样本与历史健康样本在高维空间中的距离，并以此构建一个反映柱塞泵健康水平的无量纲评价指标HI(healthindex)。图2

模型与数据混合驱动的轴向柱塞泵健康评估流程文章创新点(1)建立了柱塞泵容积损失物理模型，利用柱塞泵多工况点处的压力、流量及转速数据，求解出柱塞泵容积损失系数；(2)提出了基于容积损失物理模型和SVDD数据模型的柱塞泵健康评估方法，构建出表征柱塞泵健康水平的无量纲指数HI。图3

柱塞泵性能测试与磨损泄漏模拟试验图4测试样本相对健康样本的高维特征距离图5不同健康状态下柱塞泵健康指数结论(1)柱塞泵容积损失包括泄漏损失与压缩损失，泄漏系数能够表征柱塞泵关键摩擦副的磨损及泄漏程度，泄漏系数越大则摩擦副磨损泄漏越严重；(2)柱塞泵健康指数HI可由高维特征空间中测试样本与健康样本的相对距离度量，HI取值范围为[0,1]，HI值越小则表明柱塞泵性能退化越严重；(3)本文所提方法在柱塞泵早期性能退化评估方面有待提高

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