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　　摘要 随着我国城市化进程的不断加快，为了促进城市的环保事业，垃圾车的数量越来越多，所以发生故障的可能性也更多，压缩式垃圾车是典型的液压系统驱动的设备，一旦发生故障，传统的故障诊断方法难以满足现场的检修要求。对压缩式垃圾车的液压系统进行分析，根据实际情况，建议使用在向量机基础上的垃圾车液压系统故障诊断方法。AMEsim是一款功能强大的仿真软件，利用该软件，可以对垃圾车的液压系统未知故障样本进行测试。

　　关键词 压缩式垃圾车 液压系统 故障诊断 探索

　　液压系统是很多典型设备的驱动系统，对于压缩式垃圾车来说，更是核心的组成部分，液压系统能够正常工作，液压系统发生故障能够快速、准确地诊断出来，对于垃圾车的正常使用有着重大的影响。纵观各类液压系统的故障诊断方法，主要有：基于规则的专家系统故障诊断、神经网络故障诊断、模糊诊断系以及其它一些基础统计学方法上。这几种液压系统故障诊断方法各有各的优缺点，每种故障诊断方法都存在着一定的缺陷，有没有一种方法能够对液压系统故障诊断有更好的效果呢？国外科学家根据对数学相关理论的研究，提出了支持向量机法，而且这种方法已经在一些设备诊断中得到了应用，并取得一定成果，但是也必须要认识到，目前这种方式研究相对比较少，所以，应该进行参数优化。进行参数优化，就要对系统进行建模、仿真。AMEsim是一款功能强的建模仿真软件，文章将利用它来展开工作。根据实际情况，文章把SVM方法引入到研所是垃圾车液压系统故障诊断中，并且通过优化网格，对液压系统的相关参数进行优化。

　　1压缩式垃圾车液压系统的简要分析

　　图1是某型号的压缩式垃圾车的简单模型，从图1我们可以看出，该垃圾车的主要组成部分有：底盘、箱体、电控系统、液压系统以及填充器，这款车采用了后装压缩和双向压缩技术，这就能够很好的实现对垃圾的收集和转运，同时，还具有可处理垃圾容量大、设备整体安全系统高等特点。

　　通过对设备的分析，我们根据其动作的规律将其液压系统分为翻桶系统、举升系统、推铲系统、滑板系统、刮板系统。同时，该液压系统中没有反馈环节，是典型的开环式控制方法，该液压系统的动力装置是一台双联齿轮泵，齿轮的旋转以后，带动液压马达旋转，然后把运动传输给动力装置，通过电控系统来完成对其液压系统等定位、速度等控制液压系统中应用了集成油块，通过这些油块，从液压系统中进来的压力油合理地分配给了分支液压系统，实现设备的正常工作。双联齿轮泵提供的高压油进入集成阀块，高压油被分配给相应的油路，使各机构完成相应的作业动作。

　　2故障诊断方法研究

　　根据垃圾车的液压原理我们可以知道，该液压系统存在着多个变量，同时，由于系统中存在着发热、泄露等现象，各主要部件之间的重要参数，例如压力、流量等，并不是线性的关系，难易直观地找到规律，一旦系统发生故障，参数也会相应地发生变化，要想找出故障的发生规律，就必须要对系统这些原本就非线性关系的参数进行分析，要想实现对这些非线性变量的恰当分析，就必须通过一种合适的方法，这里就提出了支持向量机的方法。通过这种方式，能够很好地发现这些非线性参数之间存在的联系，从而为排除液压系统故障和以后的液压系统故障诊断提供帮助，非常具有实际意义。

　　数据的获取以及预处理。要想比较准确地分析垃圾车的液压系统进行分析，应该选择系统中有典型意义的部位的参数，例如该部分的流量、压力等。我们可以先进行一个假设，该系统中一共可能发生的故障有S种，每种故障的代号为u（u的范围是从1到s），这就可以对预设的S种故障情况下，压力、流量等相关的系统参数进行统计，可以得到S中故障特征向量（—），为了使公式后期的运算速度更快，应该进行收敛速度分析，从而得到=，式中，是原始的数据，和分别代表了最大值和最小值。

　　我们知道，针对压缩式液压车的液压系统来说，其主要部位的压力、流量参数非线性程度比较大，这就使我们很难准确地进行建模，这就为故障的自动诊断带来了困扰，但是，在支持向量机中引入高斯核函数，就可以极大地提高诊断效率。

　　对上面的式子进行联合求解，可以得到

　　€%＼和C的最优参数。要想确定这个参数的最优参数，建议使用网格法，这种方法就是将要处理的事情，划分成有规律的网格，然后通过合理的算法，找到最优的数据点，这种算法适应能力强，通过他们确定＼和C的最优参数。

　　整理好分析所需要的数据以后，将数据代入液压系统，就可以得到诊断的结果。

　　3仿真部分

　　AMEsim软件具有强大的液压部件库，通过液压部件库，能够很方便地对常见的液压系统进行搭建，在搭建压缩式垃圾车的液压系统时，为了保证系统的仿真精度，其参数应该选用前面设计好的参数，另外的参数不要修改，以软件默认的为主。

　　通过前面对压缩式垃圾车液压系统的分析，我们知道该液压系统的主要组成部分，从实际的应用来看，进行垃圾处理的时候，翻桶回路应用得最多，因此，可以把它作为仿真研究的重点，其余的都采用类似的方法得到仿真结果。

　　应用AMEsim来进行系统故障的模拟，显然，翻桶支路的故障发生必然会有相关关参数的变化，所以，我们可以根据故障发生时候的参数，来用软件对故障进行再现模拟。

　　我们可以设置10种常见的垃圾车液压系统故障，采用液压泵的效率来体现，同时设置液压泵泄露系数等。其余回路的故障仿真，参考翻桶回路来进行，并且将参数保留好，以便下一步分析。

　　诊断分析。MATLAB软件具有强大的数据分析功能，通过MATLAB软件，能够快速发现数据之间的内在联系。通过前面的仿真，我们得到了故障样本库，从样本库随机筹集200个样本当做训练集、130个样本作为测试集，使用MATLAB编写程序，应用网格寻优法，可以得到最优交叉验证准确率，然后建立基于SVM混淆矩阵：

　　通过混淆矩阵我们可以看到，利用SVM方法以后，其故障诊断的精度达到了98%以上，然后将这个结果和其他的故障诊断方法进行比较（见表1）。

　　通过对比我们可以很直观地发现，应用SVM优化以后，其诊断的成功率提高了很多，并且测试时间也相对比较短，这就说明了SVM方法能够有效用于压缩式垃圾车的故障诊断中。

　　仿真的结果必须要进行验证，为了证明上面结论的可行性，我们利用训练集建立起的SVM分类模型对200个训练集样本进行预测还原，得到了SVM方法的预测还原接近100%，因为训练集本身就是随机抽取的，这就证明了仿真结果的可行性。

　　4结论

　　液压系统在很多车辆中得到了广泛的应用，使用频率较高的液压系统，难免会发生各种各样的故障，但是，很多故障都是有前兆的，通过相关的专业知识，能够有效提高液压系统的故障诊断结果正确度。通过对压缩式垃圾车液压系统故障诊断的分析，我们得到了以下的结论：相对而言，支持向量机的垃圾车液压系统故障诊断思路具有明显的可行性，能够提高诊断的效率和提升诊断的成功率；合理的核函数和惩罚因子C对于液压系统故障诊断精度的提高有着关键性的作用；通过实际的AMEsim建模分析以后，可以看到，应用支持向量机的方法确实有着明显的可行性，对于指导实践工作有着重要的意义。希望本文能够对相关的工作人员产生一定的指导意义。

　　参考文献

　　[1]朱洪鹏.垂直式垃圾转运车液压控制系统设计与仿真[D].大连交通大学，2014.