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（装甲兵工程学院基础部北京100072）
摘 要：液压马达是两栖突击车液压系统中故障发生率较高的元件之一,当马达泄露量达到允许的极限值时,就要进行更换或者大修,通过主成分回归分析,建立了马达泄露量的回归模型,并与偏最小二乘模型进行了相对误差分析,为科学预测液压马达的更换期或大修期提供了依据.
关键词：两栖突击车；液压马达；主成分回归；相对误差
液压技术具有功率大、响应快、精度高等特点,随着科学技术的发展,已广泛应用于工业、工程机械、航空航天、舰船、军事等领域的设备中,并成为设备中不可缺少的重要组成部分.目前,液压系统在装甲新装备中应用越来越广,对整车性能的影响也越来越大,尤其是大量应用液压技术的新型装备,液压系统往往处于动力传输的核心地位.与电气、机械系统相比,装甲装备液压系统存在着故障率高、故障检测定位困难等问题,已成为影响武器装备战斗力发挥的重要因素之一.液压系统故障诊断技术是随着液压设备不断高度自动化以及对液压系统工作可靠性要求越来越高而发展起来的,是建立在液压控制理论、信息理论和电子技术、传感器技术、人工智能技术等基础上的一门综合性新技术,已有大量研究工作,液压马达是两栖突击车液压系统中故障发生率较高的元件之一,随着使用时间的增加,柱塞与柱塞孔和缸体端面与配油盘两摩擦副的磨损间隙会逐渐增大,导致油液泄露增加,容积率下降,当泄露量达到允许的极限值时,就要进行更换或者大修.
目前,国内外广泛采用最小二乘法进行回归参数的无偏估计,以实现对数据的模型拟合与预测.然而,最小二乘法回归是建立在自变量因子之间不存在密切相关关系的假定基础上,而实际工程情况往往与该假定不符,导致回归分析的正则方程组出现病态,从而使最小二乘法的参数估计不稳定,模型拟合精度难以保证,结果将可能产生严重的偏差甚至错误.为了消除多重相关性给回归模型带来的不良影响,人们提出了一些改进的回归方法,其中的一种主成分分析回归方法比较有效,该方法采用了在自变量集合中提取成分的思想.本文结合工程实际,利用主成分回归对两栖突击车液压马达泄露量数据进行了相关分析和建模,取得了良好的效果.
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1.主成分回归建模基本思想及流程
1.1建模原理
2.试验结果及分析
2.1试验结果实车试验以14台不同摩托小时且未换油的某两栖突击车为对象,测得风扇油温、冷却水温以及马达泄露量,结果如表1.
2.3模型评价
将马达泄露量的实测值与主成分回归模型的拟合值进行对比,并与偏最小二乘回归模型的拟合值进行误差对比,具体结果如表3所示.主成分回归模型的平均相对误差为1.05%,小于偏最小二乘回归模型的平均相对误差2.79%,说明主成分回归模型对实测数据拟合较好.马达泄露量实测值与主成分回归模型的拟合值对比图如图2所示,也说明主成分回归模型对实测数据拟合较好.
3.结论
液压设备往往是结构复杂而且是高精度的机、电、液一体化的综合系统,液压马达是液压系统的重要输出执行元件之一,属于液压系统的动力元件,并直接连接载荷,其性能参数对于整个系统的性能有着重要的影响.本文利用主成分回归方法,建立了马达泄露量的主成分回归模型,经过与偏最小二乘回归模型的对比,该模型的拟合值与实测值相对误差较小,对于确合理的马达更换期或大修期具有重要意义.
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