基于廣義似然比檢驗(yàn)的磁懸浮軸承位移傳感器故障診斷方法

程 鑫，吳 惠，董家偉，王寧經(jīng)

(1.武漢理工大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，湖北 武漢 430070；2.湖北省磁懸浮軸承工程技術(shù)研究中心，湖北 武漢 430070)

磁懸浮軸承是利用磁場力支承轉(zhuǎn)子，具備無機(jī)械接觸、高轉(zhuǎn)速、無需潤滑、壽命長等顯著優(yōu)點(diǎn)[1-2]，主要由電磁執(zhí)行器、控制器、轉(zhuǎn)子系統(tǒng)以及傳感器構(gòu)成[3]。其中位移傳感器是磁懸浮軸承系統(tǒng)的重要組成之一，其通過實(shí)時(shí)測量轉(zhuǎn)子的位置，以構(gòu)建閉環(huán)系統(tǒng)來提供期望電磁力，維持轉(zhuǎn)子系統(tǒng)穩(wěn)定。

磁懸浮軸承中常采用電渦流傳感器，但其工作時(shí)需靠近轉(zhuǎn)子，工作環(huán)境較惡劣，易出現(xiàn)故障。冗余傳感器技術(shù)采用多個(gè)傳感器同時(shí)工作，當(dāng)某個(gè)傳感器出現(xiàn)故障，依賴其冗余布局，控制器會(huì)舍棄故障器件，利用余下的傳感器構(gòu)建新的測量模型繼續(xù)維持位置控制閉環(huán)工作，可切實(shí)有效地提高磁懸浮軸承的可靠性[4-5]，但需要設(shè)計(jì)有效的診斷機(jī)制，準(zhǔn)確定位故障傳感器。

信任度矩陣分析與小波信號分析是兩種常見的傳感器故障診斷方法。其中，信任度矩陣是對n(n>2)個(gè)傳感器輸出值進(jìn)行相互比較，檢驗(yàn)彼此的支持度，從而排除故障信號[6]；而小波信號分析將傳感器時(shí)間信號映射到時(shí)間—尺度片面上，檢驗(yàn)信號的極大值點(diǎn)，從而判斷信號是否出現(xiàn)故障[7]。但以上方法皆通過設(shè)定閾值來檢驗(yàn)是否出現(xiàn)故障，對于輸入量頻繁變換的系統(tǒng)故障診斷效果不佳，當(dāng)超出閾值時(shí)，無法判斷是否是由于信號頻繁變換而引起的還是由于故障引起的。

廣義似……