基于自适应滤波与转速估计的电静液作动器故障检测方法设计与应用

故障检测是测试电静液作动器（EHA）实用性的关键技术。本方案提供了一种有效的EHA故障检测实验设计方法。该方案结合了仿真与实验的故障检测算法，能够有效且快速地检测EHA的故障。

为建立EHA仿真模型，请在计算机上打开仿真软件，并按照文稿中的描述设置模型参数。然后输入位置指令，即幅值为0.01米、频率为每秒2π弧度的正弦信号。进入建模菜单并点击“模型设置”按钮。

设置仿真运行参数，起始时间设为0秒，停止时间设为6秒，类型设为变步长，求解器设为自动。双击故障注入开关，使模型在无故障状态下运行。点击运行按钮执行仿真，获取无故障状态下的结果。

运行绘图软件，绘制活塞杆位移曲线。双击插入机电故障开关，在三秒时注入机电故障，将电阻设为 1000 ums，以模拟电机绕组的开路故障。重复如前所述的仿真运行，以获得机电故障工况下的结果。

运行绘图软件，绘制活塞杆位移曲线和辨识出的阻力曲线。将液压故障插入开关打开，以在三秒时注入液压故障，使泄漏值增加至2.5×10^9 立方米每秒每帕斯卡，模拟液压单元故障。随后运行如前所述的仿真模型，获得液压故障工况下的仿真结果。

运行绘图软件，绘制活塞杆位移和转速估计结果的曲线。放置好计算机、电液伺服作动器（EHA）和伺服控制器。在计算机上打开上位机软件界面，并建立伺服控制器与计算机之间的通信。在软件的 VISA 资源名称下拉窗口中选择合适的串行端口。

单击运行按钮以启动软件。观察软件的接收区域及相应曲线，判断数据接收功能是否正常。单击电磁阀二按钮，观察电磁阀红灯是否亮起，以判断数据传输功能是否正常。

为伺服控制器提供驱动电源，并将电压设置为50伏直流。在软件上点击EHA开关按钮，使EHA进入运行状态。点击数据记录按钮以开始数据记录。

记录的数据将包括各种参数，例如实际位置、目标位置、实际速度、目标速度、总线电流和电压。对EHA进行预运行，并在软件上发出位置指令，其中包括正负五毫米的步骤。

观察EHA是否正常作动。在软件中给出一个正弦位置指令，幅值为10毫米，频率为1赫兹。观察识别出的阻力和估计的转速是否与无故障运行条件下的数值一致。

如果结果正确，将位置指令恢复至原始状态。点击EHA开关按钮以停止EHA并切断驱动电源。然后关闭主机计算机软件，中断伺服控制器与PC之间的通信。导出实验数据，分析数据，并使用绘图软件绘制实验结果曲线。

然后按照文稿中所述进行结果分析。在仿真运行中，电液伺服作动器活塞杆在无故障工况下的实际位置曲线与目标位置曲线运行正常，具有良好的动态特性。然而，在机电故障注入情况下，位置曲线无法准确跟踪目标曲线。

阻力识别算法结果表明，在注入前后，识别值均收敛于真实值，说明该方法达到了预期效果。在液压故障注入工况下，实际位置曲线与目标位置曲线无法实现准确跟踪。注入前，估计转速与实际转速非常接近。

注射后，可根据转速的过大误差判断是否存在液压故障。实验结果与仿真结果一致。阻力辨识算法显示，辨识值收敛至0.3欧姆的真实值，与仿真结果相符，表明该方法达到了预期效果。

相应的转速估计值接近实际转速，转速误差基本在0至2.5 RPS的可接受范围内波动。故障检测技术是电液伺服作动器（EHA）冗余设计与健康管理的关键，可为进一步提升EHA的实用性奠定基础。