文|农食山人

编辑|农食山人

◆ ◇ 前言 ◇ ◆

农业机械液压元件故障的最根本原因是设备液压元件的结构，在农业机械设备的设计中，农业机械设备液压元件故障诊断的原理是基于液压机构的组成，科学合理的部件结构，正确的部件组合，可以更好地实现机械设备的高质量工作。

在液压元件的故障诊断中，第一步是确定故障识别是否正确，并通过准确高效的传感装置进行一系列故障信息采集工作;经过信息采集和故障特征分析，对故障类别进行合理分类，以使有针对性地进行故障分析和处理。

科学的结构组成和正确的部件安装可以使整个设备高效工作，为了科学合理地布局，必须遵循一定的设计原则和方法，在诊断和分析液压部件的故障时，必须正确识别各种信息，并且可以通过组装感测装置来获得正确的信息，其次，在收集到所需信息后对液压元件故障进行特征分类和处理后，进行全面深入的分析和处理。

在我国目前的农业产业中，农机设备的良好运行需要内部各组成部分的有效配合。随着我国大数据信息技术的快速发展，相应的电子信息智能诊断技术也随之诞生;这种智能自动故障诊断技术在我国农业生产中已得到广泛应用，主要用于农业机械设备的故障诊断:它在检查和维护。

该液压元件具有移动、工作、转向和返回等多种功能，在农业收测中发挥着关键作用糖心vlog。它也是最容易发生故障的设备。为了大大提高多功能自动收获机故障诊断的准确性和及时性，在发生机械故障时，对部件进行全面、简单的分析，由故障诊断智能系统设备完成后期工作。

液压系统广泛应用于农业机械中，许多农业机械如拖拉机、收割机和喷雾机都配有液压系统，液压系统在农业机械的功能中也发挥着重要作用。液压系统不仅可以实现动力的快速传递，还可以辅助农业机械实现各种功能;可以说，农业机械的正常运转离不开液压系统。随着机电液压技术的融合发展，大量的机电液压技术也被应用于农业机械:此外，许多液压、电气和机械装置相互配合，形成了复杂的结构和传动方式。

在农业机械长期高强度使用过程中，容易出现各种故障问题:液压油泄漏是最常见的故障之一。在使用农业机械的过程中，如果农业机械驾驶员能够掌握液压系统泄漏的故障表现和维修方法，就可以大大降低液压系统故障对农业机械使用的影响;有利于保证农业机械的长期、稳定、高效运行。

液压系统广泛应用于各种类型的现代机械，如起重机械、工程机械和农业机械。此外，液压系统以其自动化程度高、调速方便、传动平稳、承载能力大等优点，被应用于更多的机械领域。

由于液压系统结构复杂，故障率也很高，因此快速准确地诊断液压系统的故障非常重要。随着任务要求的不断变化，液压系统在农业机械中的应用也变得非常普遍，对于农业机械而言，其液压系统的故障概率高于其他应用领域，主要原因是农业机械设备的工作环境比较差，隐蔽故障很难发现，而且农业机械的操作人员普遍不是很专业，很难获得正常的维护保养。

液压系统的故障诊断方法主要集中在根据特定设备的故障模式建立相应的故障数据库，然后借助先进的信息处理技术对液压系统的状态进行综合评估，给出故障诊断结果。液压系统故障诊断的常用方法包括神经网络、模糊理论和专家系统。其中，专家系统以其准确性和可扩展性，在液压系统故障诊断中得到了广泛的应用。

专门用于农业机械故障诊断的专家系统相关成形软件仍然相对较少，并且随着现代农业机械设备的复杂性不断增加，其液压系统的故障也变得更加复杂。此外，我国对农业机械液压系统的标准化维护仍然非常缺乏，农业机械液压系的故障模式分类也不是很清楚，相应专家系统的知识库和推理方案的成熟度也较低。

针对这些问题，研究了基于专家系统的农业机械液压系统故障诊断问题。根据农机液压系统故障的复杂性，基于农机液压系统的故障模式，建立了专家系统农机液几故障诊断模型，并设计了专家系统的知识库和推理模型。最后，将稀疏编码故障诊断方法与专家系统相结合，对农机液压系统进行故障诊断，以提高故障诊断的准确性。

尽管现代农业机械设备的类型不同，但液压系统的基本结构基本相同，具有良好的一致性。通过对大量农业机械液压系统部件故障的梳理和分析发现，一般情况下，液压系统部件的故障可分为四类:动力元件故障、控制元件故障、执行器故障和辅助元件故障。

通常，在不同的农业机械液压设备中液压系统的回路组成非常不同，部件也有部分不同。因此，不同类型的农业机械液压系统的故障并不相同。然而，一些类型的故障在农业机械的液压系统中频繁发生并且它们的故障特征非常相似;农业机械液压系统常见的故障包括气穴、液压夹紧、漏油和液压冲击。

知识库和推理机是任何专家系统的重要组成部分，与专家系统的性能密切相关。在农业机械液压系统故障诊断专家系统中，知识库的任务是表达和存储专家系统工程师和农业机械液压系统故障诊断专家的知识以独特的形式，便于系统的读取和调用。

推理引擎基于农业机械液压系统故障诊断专家的经验，并将经验转换为机器可以计算的语言;根据输入的参数对液压系统进行故障诊断，并输出故障诊断结果。作者构建的基于专家系统的农业机械液压系统故障诊断模型如图所示。

从图中可以看出，专家系统除了必要的组件知识库和推理引警外，还包括一些其他功能模块，包括综合数据库、人机界面和知识获取模块。

知识库主要用于存储用于农业机械液压系统故障诊断的各种数据，这些数据以一条知识的形式存储。每条知识对应一个故障记录，包括故障现象故障原因和故障处理方法。

在专家系统的故障诊断过程中，用于故障诊断的数据越丰富，即输入的故障信息越多，故障诊断结果的准确性就越高。这是因为故障信息是对故障的描述，描述越具体，故障诊断就越准确。相反故障信息越少，对故障的描述就越不准确。

在农业机械液压系统的故障诊断过程中，如果用户只输入一个故障现象“漏油”而没有其他辅助信息作为支持，那么与漏油现象相关的所有故障信息都会在知识库中输出。

作者提出的专家系统知识库构建的重点是故障原因和故障现象之间的表达关系根据故障现象与故障原因之间的关系，利用ACCESS数据库建立了专家系统知识库。在建立知识库的过程中重点是使用概念化的语言将其转化为形式化的诊断知识。

所建立的农机液压系统故障诊断专家系统的知识库主要由三部分组成:结构库、规则库和典型案例库。整个知识库可以支持专家系统对故障诊断的模糊查询。

知识库结构如图所示：

良好的知识管理是建立知识库的关键作者构建的专家故障诊断系统的知识管理功能主要包括知识添加、知识修改、知识修复和知识删除。

系统知识管理基于VB语言;结构如图所示：

推理机是实现系统故障诊断的重要组成部分。所谓推理引擎，就是基于相关的推理策略，在用户输入的故障信息下，结合知识库中的故障知识数据，对用户输入的信息进行推理和诊断，最终得到故障诊断结果。

在通用专家系统推理机的构建中，推理策略可以分为四类，即正向推理、反向推理、混合推理和冲突解决推理，充分考虑农业机械液压系统故障诊断的实际情况，采用正向推理过程实现了专家系统的推理引擎。选择正向推理的原因主要有两个方面。

一方面，在农业机械液压系统的故障诊断过程中，习惯于利用故障信息来获取故障原因和故障排除方法，这种方法与正向推理策略相致，正向推理符合用户故障诊断的一般思维方式降低了用户操作和使用的难度。

另一方面，正向推理的速度相对较快，与人机交互界面的集成度较高，可以显著增强农机液压系统故障诊断的可操作性和实用性。

◆ ◇ 结语 ◇ ◆

为了验证作者提出的稀疏编码和专家系统的故障诊断性能，对某型农机液压系统的故障数据进行了诊断测试，每组样本选取20个部件。测试结果表明，所构建的故障诊断专家系统能够有效地识别农业机械液压故障，故障准确率较高。

当加入稀疏编码方法时，专家系统的故障诊断准确率进一步提高，验证了该方法的有效性。设计了一个基于专家系统和稀疏编码的故障诊断模型，并将稀疏编码的诊断结果与专家系统集成，形成优势互补。

测试结果表明，稀疏编码融合后，故障诊断准确率可提高到91%以上，所建立的模型能够满足农业机械液压系统的故障诊断要求，具有一定的实际应用意义。

从农业机械设备液压系统的运行机理出发，提出了现代多媒体和传感技术在液压农业机械故障检测与诊断中的应用;结合液压元件工作元件的配合获得了多功能收获机液压元件故障诊断的模型和核心算法，并对故障诊断进行了系统设计。

农业机械设备故障诊断系统的设计与应用主要是将液压元件故障诊断建立的数据理论模型与BP算法相结合:该系统主要包括三个部分，即理论模型的建立、故障诊断系统的建立和液压元件诊断控制系统。

要从这三个方面入手，使之协同运行，共同促进农机设备故障诊断系统的高效运行，进而大力推动我国农机工业向更高水平发展。

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