一种位移传感器的故障检测方法、装置及设备与流程

1.本发明涉及油动机领域，特别是涉及一种位移传感器的故障检测方法，本发明还涉及一种位移传感器的故障检测装置及设备。


背景技术：

2.油动机可以作为液压执行机构对目标器件(例如汽轮机的进气阀门)进行驱动，伺服控制器可以对阀位给定值以及(通过位移传感器采集到的)油动机的实时行程进行比较，然后经调节器运算后向伺服阀输出伺服控制信号，从而实现对于油动机行程的闭环控制。
3.其中，作为闭环控制中的重要一环，若位移传感器发生了故障，那么势必影响到油动机行程的控制精度，然而现有技术中缺少一种针对于位移传感器的位移传感器的故障检测方法，导致位移传感器的故障不能够被及时发现，从而降低了油动机控制的准确性。
4.因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种位移传感器的故障检测方法，可以准确地判定位移传感器是否故障，从而可以及时发现位移传感器的故障并进行检修，提高了油动机控制的准确性；本发明的另一目的是提供一种位移传感器的故障检测装置及设备，可以准确地判定位移传感器是否故障，从而可以及时发现位移传感器的故障并进行检修，提高了油动机控制的可靠性。
6.为解决上述技术问题，本发明提供了一种位移传感器的故障检测方法，包括：
7.构建目标油动机的数学模型；
8.根据所述数学模型以及伺服阀接收到的伺服控制信号，计算预设时段内的所述目标油动机的行程估计变化量；
9.判断位移传感器在所述预设时段内指示的所述目标油动机的行程检测变化量与所述行程估计变化量的差值是否大于第一预设阈值；
10.若是，则判定所述位移传感器故障。
11.优选地，所述构建目标油动机的数学模型包括：
12.根据伺服阀的预设惯性时间常数以及第一预设输出范围确定出模拟伺服阀惯性环节；
13.获取所述目标油动机活塞杆移动的全行程时间；
14.根据所述全行程时间以及第二预设输出范围确定出模拟油动机积分环节；
15.确定出使得伺服阀稳定在断流位置时的所述伺服控制信号并将其作为伺服阀断流位置值；
16.根据所述模拟伺服阀惯性环节、所述模拟油动机积分环节以及所述伺服阀断流位置值构建目标油动机的数学模型。
17.优选地，所述根据所述模拟伺服阀惯性环节、所述模拟油动机积分环节以及所述伺服阀断流位置值构建目标油动机的数学模型具体为：
[0018][0019]
其中，k为所述伺服控制信号，c为所述伺服阀断流位置值，为所述模拟伺服阀惯性环节，为所述模拟油动机积分环节，
t3
为所述预设惯性时间常数，s为拉普拉斯算子，
t4
为所述全行程时间，其中，所述模拟伺服阀惯性环节的输出限幅值为
‑
100％至100％，所述模拟油动机积分环节的输出限幅值为0至100％。
[0020]
优选地，获取所述目标油动机活塞杆移动的全行程时间包括：
[0021]
响应于第二测试指令，控制伺服阀处于进油开度最大位置；
[0022]
将所述目标油动机的全行程距离与伺服阀在所述进油开度最大位置时所述目标油动机的活塞速度的比值，作为进油控制方向全行程时间；
[0023]
控制伺服阀处于排油开度最大位置；
[0024]
将所述目标油动机的全行程距离与伺服阀在所述排油开度最大位置时所述目标油动机的活塞速度的比值，作为排油控制方向全行程时间；
[0025]
其中，当所述伺服阀处于进油位置时，
t4
为所述进油控制方向全行程时间；
[0026]
当所述伺服阀处于排油位置时，
t4
为所述排油控制方向全行程时间。
[0027]
优选地，所述获取所述目标油动机活塞杆移动的全行程时间之后，该位移传感器的故障检测方法还包括：
[0028]
控制输送给伺服阀的电流值为预设正向电流值，并获取所述预设正向电流值对应的所述目标油动机活塞杆移动的进油控制方向全行程测试时间；
[0029]
判断所述进油控制方向全行程测试时间与所述进油控制方向全行程时间的第一差值是否小于第二预设阈值；
[0030]
若所述第一差值不小于第二预设阈值，将所述预设正向电流值增加预设数值并执行控制输送给伺服阀的电流值为预设反向电流值，并获取所述预设反向电流值对应的所述目标油动机活塞杆移动的排油控制方向全行程测试时间的步骤；
[0031]
若所述第一差值小于第二预设阈值，记录最新得到的所述进油控制方向全行程测试时间对应的所述预设正向电流值；
[0032]
控制输送给伺服阀的电流值为预设反向电流值，并获取所述预设反向电流值对应的所述目标油动机活塞杆移动的排油控制方向全行程测试时间；
[0033]
判断所述排油控制方向全行程测试时间与所述排油控制方向全行程时间的第二差值是否小于所述第二预设阈值；
[0034]
若所述第二差值不小于第二预设阈值，将所述预设反向电流值减去所述预设数值并执行所述控制输送给伺服阀的电流值为预设正向电流值，并获取所述预设正向电流值对应的所述目标油动机活塞杆移动的进油控制方向全行程测试时间的步骤；
[0035]
若所述第二差值小于第二预设阈值，记录最新得到的所述排油控制方向全行程测试时间对应的所述预设反向电流值；
[0036]
根据记录的所述预设正向电流值以及记录的所述预设反向电流值确定与所述伺服阀的
‑
100％
‑
100％行程区间对应的各个伺服控制信号；
[0037]
其中，最初输送至伺服阀的所述预设正向电流值以及最初输送至伺服阀的所述预设反向电流值均低于伺服阀的额定电流值。
[0038]
优选地，所述目标油动机的活塞杆设置有两个位移传感器；
[0039]
所述根据所述数学模型以及伺服阀接收到的伺服控制信号，计算预设时段内的所述目标油动机的行程估计变化量包括：
[0040]
判断两个所述位移传感器之间的偏差量是否达到第三预设阈值；
[0041]
若是，则开始根据所述数学模型以及伺服阀接收到的伺服控制信号模拟所述目标油动机的行程变化；
[0042]
判断两个所述位移传感器之间的偏差量是否达到第四预设阈值；
[0043]
若是，则确定出所述数学模型从开始到当前时刻为止的行程估计变化量；
[0044]
其中，所述第四预设阈值大于所述第三预设阈值，所述预设时段指所述偏差量从第三预设阈值达到第四预设阈值之间的时段。
[0045]
优选地，所述若是，则判定所述位移传感器故障之后，该位移传感器的故障检测方法还包括：
[0046]
将所述数学模型当前输出的行程值作为行程基准值，将当前时刻作为基准时刻；
[0047]
根据所述数学模型以及伺服阀接收到的伺服控制信号模拟所述目标油动机的行程变化，并判断所述数学模型的行程实时值与所述行程基准值的差值绝对值是否达到第五预设阈值；
[0048]
若是，则获取所述基准时刻至当前时刻之间的各个所述位移传感器的行程变化量；
[0049]
将与所述第五预设阈值的差值大于第六预设阈值的所述行程变化量对应的位移传感器判定为故障状态，将与所述第五预设阈值的差值不大于第六预设阈值的所述行程变化量对应的位移传感器判定为非故障状态；
[0050]
执行所述将所述数学模型当前输出的行程值作为行程基准值，将当前时刻作为基准时刻的步骤。
[0051]
优选地，所述位移传感器为线性差动变压器；
[0052]
所述线性差动变压器的芯杆上设置有限位装置，用于在所述芯杆的紧固螺母松脱导致所述芯杆脱落时，将所述芯杆的位置限定在所述线性差动变压器的线性范围以内且位于所述目标油动机行程的检测范围之外；
[0053]
则该位移传感器的故障检测方法还包括：
[0054]
判断所述线性差动变压器的输出值是否位于所述目标油动机行程的检测范围之外；
[0055]
若是，则判定所述线性差动变压器故障。
[0056]
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种位移传感器的故障检测装置，包括：
[0057]
构建模块，用于构建目标油动机的数学模型；
[0058]
计算模块，用于根据所述数学模型以及伺服阀接收到的伺服控制信号，计算预设时段内的所述目标油动机的行程估计变化量；
[0059]
判断模块，用于判断位移传感器在所述预设时段内指示的所述目标油动机的行程检测变化量与所述行程估计变化量的差值是否大于第一预设阈值，若是，则触发判定模块；
[0060]
所述判定模块，用于判定所述位移传感器故障。
[0061]
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种位移传感器的故障检测设备，包括：
[0062]
存储器，用于存储计算机程序；
[0063]
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上所述位移传感器的故障检测方法的步骤。
[0064]
本发明提供了一种位移传感器的故障检测方法，本技术中，通过构建的数学模型可以结合伺服控制信号来模拟目标油动机的行程，基于此，便可以得到预设时段内目标油动机的行程估计变化量，最后通过对于预设时段内的行程估计变化量以及位移传感器的行程检测变化量的对比，便可以准确地判定位移传感器是否故障，从而可以及时发现位移传感器的故障并进行检修，提高了油动机控制的可靠性。
[0065]
本发明还提供了一种位移传感器的故障检测装置及设备，具有如上位移传感器的故障检测方法相同的有益效果。
附图说明
[0066]
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0067]
图1为本发明提供的一种位移传感器的故障检测方法的流程示意图；
[0068]
图2为本发明提供的一种油动机的液压原理图；
[0069]
图3为本发明提供的一种电液伺服控制系统的原理框图；
[0070]
图4a为本发明提供的一种变化量偏差故障判断图；
[0071]
图4b为本发明提供的另一种变化量偏差故障判断图；
[0072]
图5为本发明提供的一种lvdt传感器的结构示意图；
[0073]
图6为本发明提供的一种位移传感器的故障检测装置的结构示意图；
[0074]
图7为本发明提供的一种位移传感器的故障检测设备的结构示意图。
具体实施方式
[0075]
本发明的核心是提供一种位移传感器的故障检测方法，可以准确地判定位移传感器是否故障，从而可以及时发现位移传感器的故障并进行检修，提高了油动机控制的准确性；本发明的另一核心是提供一种位移传感器的故障检测装置及设备，可以准确地判定位移传感器是否故障，从而可以及时发现位移传感器的故障并进行检修，提高了油动机控制的可靠性。
[0076]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0077]
请参考图1以及图2，图1为本发明提供的一种位移传感器的故障检测方法的流程示意图，图2为本发明提供的一种油动机的液压原理图，该位移传感器的故障检测方法包括：
[0078]
步骤s1：构建目标油动机的数学模型；
[0079]
具体的，首先请参考图2，连续控制型油动机的工作原理如下：
[0080]
在opc(over speed protect controller，超速保护控制单元)油压建立期间卸荷阀油口处于关闭状态，伺服阀才能控制油动机。一旦opc油压消失卸荷阀油口即全开，油动机活塞工作腔与回油接通，油动机将在弹簧力的作用下迅速关闭。在卸荷阀油口完全关闭状态下，伺服阀可与油缸、lvdt(linear variable differential transformer，线性可变差动变压器)、伺服控制器配合，构成位置闭环控制系统。在伺服控制器中，阀位给定信号与lvdt行程信号相减，差值经调节器放大后输出伺服控制信号到伺服阀，改变伺服阀阀芯的油口开度。伺服阀进油口开启时，压力油进入活塞工作腔，克服弹簧力和蒸汽力，使油动机行程逐渐增大。伺服阀排油口开启时，活塞工作腔油液排到回油，在弹簧力和蒸汽力的作用下，油动机行程逐渐减小。行程变化速率与伺服阀油口等效开启面积成正比。当伺服阀阀芯处于断流位置时，油口完全关闭，活塞工作腔内的油液被封住，油动机行程此时保持不变。调节阀也被定位在阀位给定指定的开度上。
[0081]
具体的，考虑到如上背景技术中的技术问题，又考虑到油动机从接收到伺服控制信号到油动机活塞反映出行程变化的这个过程可以抽象为一个数学模型，因此本技术中构建了目标油动机的数学模型，试图在后续步骤中基于该数学模型以及伺服控制信号仿真出油动机活塞的真实行程变化量，以通过其验证位移传感器是否正常。
[0082]
具体的，构建目标油动机数学模型的具体过程可以为很多种，本发明实施例在此不做限定。
[0083]
步骤s2：根据数学模型以及伺服阀接收到的伺服控制信号，计算预设时段内的目标油动机的行程估计变化量；
[0084]
具体的，由于前述步骤中已经构建得到了数学模型，其可以被视作一个模拟的目标油动机，因此将伺服阀接收到的伺服控制信号输入到该数学模型中去，便可以得到该数学模型输出的活塞的行程在预设时段内的变化量，也即行程估计变化量，在后续步骤中便可以基于该值对位移传感器的状态进行判断。
[0085]
步骤s3：判断位移传感器在预设时段内指示的目标油动机的行程检测变化量与行程估计变化量的差值是否大于第一预设阈值y1；
[0086]
具体的，由于数学模型相当于模拟的目标油动机，并且两者接收的都是同样的伺服控制信号，因此在位移传感器正常的情况下，在预设时段年内，位移传感器反映出的行程检测变化量以及数学模型所反映出的行程估计变化量应是非常接近的，除非位移传感器发生了故障或模拟的目标油动机与实际的偏差太大，因此本技术基于此原理来对位移传感器的状态进行判断，也即判断位移传感器在预设时段内指示的目标油动机的行程检测变化量与行程估计变化量的差值是否大于y1。
[0087]
其中，y1可以进行自主设定，本发明实施例在此不做限定。
[0088]
步骤s4：若是，则判定位移传感器故障。
[0089]
具体的，在两个变化量的差值大于y1的情况下，证明位移传感器出现了问题，因此
此时可以判定位移传感器故障。
[0090]
当然，在判定位移传感器故障后还可以进行相应的后续操作，例如通过提示器提示故障和/或停止采用位移传感器的检测值对目标油动机进行控制等，本发明实施例在此不做限定。
[0091]
具体的，为了更好地对本发明实施例进行说明，请参考下表1，下表1为本技术中的部分参数的代表字符对照表。
[0092]
表1
[0093][0094][0095]
本技术中，通过构建的数学模型可以结合伺服控制信号来模拟目标油动机的行程，基于此，便可以得到预设时段内目标油动机的行程估计变化量，最后通过对于预设时段内的行程估计变化量以及位移传感器的行程检测变化量的对比，便可以准确地判定位移传感器是否故障，从而可以及时发现位移传感器的故障并进行检修，提高了油动机控制的可靠性。
[0096]
为了更好地对本发明实施例进行说明，请参考图3，图3为本发明提供的一种电液伺服控制系统的原理框图，在上述实施例的基础上：
[0097]
作为一种优选的实施例，构建目标油动机的数学模型包括：
[0098]
根据伺服阀的预设惯性时间常数以及第一预设输出范围确定出模拟伺服阀惯性环节；
[0099]
获取目标油动机活塞杆移动的全行程时间；
[0100]
根据全行程时间以及第二预设输出范围确定出模拟油动机积分环节；
[0101]
确定出使得伺服阀稳定在断流位置时的伺服控制信号并将其作为伺服阀断流位置值；
[0102]
根据模拟伺服阀惯性环节、模拟油动机积分环节以及伺服阀断流位置值构建目标油动机的数学模型。
[0103]
具体的，请参考图3，电液伺服控制系统(也即油动机)的原理为：
[0104]
其中，伺服阀被抽象为一个带偏置的惯性环节，其输出限制在
‑
100～100％范围内，
‑
100％对应排油口全开，100％对应进油口全开，t1为伺服阀的惯性时间常数，在失电状态下，伺服阀阀芯通常处于断流位置偏排油方向，使油动机逐渐关闭，此机械偏置由伺服阀零位偏置b值表示；油动机活塞被抽象为一个积分环节，其输出限制在0～100％范围内，0％对应调节阀全关位，100％对应调节阀全开位，积分时间t2为伺服阀油口处于全开状态下，油动机活塞杆移动全行程的时间。
[0105]
具体的，为了实现掉杆检测功能，在伺服控制器中增设了lvdt掉杆检测部分(也即上述的数学模型)。模拟伺服阀惯性环节的时间常数t3可以被预设为0.03s，限幅值为
±
100％，伺服阀断流位置值c，等于在行程稳定不变时(并且除两个限位值之外)的伺服控制输出值。模拟油动机积分环节的时间常数t4则可以通过使伺服阀全开，由lvdt行程变化率的倒数计算得到。
[0106]
具体的，经阀门整定线性变换的油动机行程信号，0～100％正好对应于油动机全关～全开。在稳定状态下，伺服控制输出等于伺服阀零位偏置值b，正好使伺服阀处于断流位置。在采用纯比例调节器期间，阀位给定与当前油动机行程的差值乘以调节器的放大倍数，加上伺服控制输出偏置值a，等于伺服阀零位偏置值b。只需适当调整伺服控制输出偏置值a，可消除当前油动机行程与阀位给定值的偏差。
[0107]
当lvdt安装支架环节的某个紧固螺钉发生松动时，某位移传感器的信号就会与油动机活塞的实际行程产生偏差。
[0108]
请参考图2，lvdt传感器的套筒由紧固件固定在lvdt支架上不动。其芯杆由紧固螺母固定在lvdt支架上，随油动机活塞杆移动。套筒中线圈的感应电压，随着芯杆端部铁磁性材料位置变化，经调制解调后的lvdt信号也随之变化，为了保证lvdt信号的线性度，要求lvdt芯杆均在线性范围内移动。
[0109]
具体的，在油动机的调试期间，伺服控制器收到上位机发出的自动整定指令时，伺服控制输出信号分别变为
±
20％，油动机行程逐渐运动到全关位和全开位。待稳定后分别自动记录油动机到达全关位和全开位时两lvdt行程值，即为零位值、幅位值。
[0110]
若判断记录的零幅值在允许的范围内，则更新lvdt零幅值。否则整定失败，仍然使用原来的lvdt零幅值。用lvdt零幅值对lvdt信号进行线性变换，使lvdt行程信号0～100％正好对应于油动机全关到全开。
[0111]
作为一种优选的实施例，根据模拟伺服阀惯性环节、模拟油动机积分环节以及伺服阀断流位置值构建目标油动机的数学模型具体为：
[0112][0113]
其中，k为伺服控制信号，c为伺服阀断流位置值，为模拟伺服阀惯性环节，
为模拟油动机积分环节，
t3
为预设惯性时间常数，s为拉普拉斯算子，
t4
为全行程时间，其中，模拟伺服阀惯性环节的输出限幅值为
‑
100％至100％，模拟油动机积分环节的输出限幅值为0至100％。
[0114]
作为一种优选的实施例，获取目标油动机活塞杆移动的全行程时间包括：
[0115]
响应于第二测试指令，控制伺服阀处于进油开度最大位置；
[0116]
将目标油动机的全行程距离与伺服阀在进油开度最大位置时目标油动机的活塞速度的比值，作为进油控制方向全行程时间t4
‑
1；
[0117]
控制伺服阀处于排油开度最大位置；
[0118]
将目标油动机的全行程距离与伺服阀在排油开度最大位置时目标油动机的活塞速度的比值，作为排油控制方向全行程时间t4
‑
2；
[0119]
其中，当伺服阀处于进油位置时，
t4
为进油控制方向全行程时间t4
‑
1；
[0120]
当伺服阀处于排油位置时，
t4
为排油控制方向全行程时间t4
‑
2。
[0121]
具体的，考虑当伺服阀的最大进油速度以及最大排油速度可能由于机械工艺的偏差而不对称，因此本技术中针对进油过程以及排油过程分别测算了全行程时间内t4，因此在伺服阀处于进油/排油位置时，数学模型中的t4便可以选用对应的进油控制方向全行程时间t4
‑
1或者排油控制方向全行程时间t4
‑
2，以便提高数学模型的精准度以及油动机活塞行程模拟的准确性。
[0122]
当然，除了上述具体方式外，获取目标油动机活塞杆移动的全行程时间还可以为其他具体方式，本发明实施例在此不做限定。
[0123]
作为一种优选的实施例，获取目标油动机活塞杆移动的全行程时间之后，该位移传感器的故障检测方法还包括：
[0124]
控制输送给伺服阀的电流值为预设正向电流值，并获取预设正向电流值对应的目标油动机活塞杆移动的进油控制方向全行程测试时间tc4
‑
1；
[0125]
判断进油控制方向全行程测试时间tc4
‑
1与进油控制方向全行程时间t4
‑
1的第一差值是否小于第二预设阈值y2；
[0126]
若第一差值不小于y2，将预设正向电流值增加当前的第一差值所对应的增量值并执行控制输送给伺服阀的电流值为预设反向电流值，并获取预设反向电流值对应的目标油动机活塞杆移动的排油控制方向全行程测试时间tc4
‑
2的步骤；
[0127]
若第一差值小于y2，记录最新得到的进油控制方向全行程测试时间tc4
‑
1对应的预设正向电流值；
[0128]
控制输送给伺服阀的电流值为预设反向电流值，并获取预设反向电流值对应的目标油动机活塞杆移动的排油控制方向全行程测试时间tc4
‑
2；
[0129]
判断排油控制方向全行程测试时间tc4
‑
2与排油控制方向全行程时间t4
‑
2的第二差值是否小于y2；
[0130]
若第二差值不小于y2，将预设反向电流值减去当前的第二差值所对应的增量值并执行控制输送给伺服阀的电流值为预设正向电流值，并获取预设正向电流值对应的目标油动机活塞杆移动的进油控制方向全行程测试时间tc4
‑
1的步骤；
[0131]
若第二差值小于y2，记录最新得到的排油控制方向全行程测试时间tc4
‑
2对应的
预设反向电流值；
[0132]
根据记录的预设正向电流值以及记录的预设反向电流值确定与伺服阀的
‑
100％
‑
100％行程区间对应的各个伺服控制信号；
[0133]
其中，最初输送至伺服阀的预设正向电流值以及最初输送至伺服阀的预设反向电流值均低于伺服阀的额定电流值，其中，第一差值以及第二差值均与增量值呈正相关关系，增量值为正数。
[0134]
具体的，理论上来说，额定正向电流可以使伺服阀处于最大进油位置，而额定反向电流可以使伺服阀处于最大排油位置，但是该给定的额定正向电流信号以及额定反向电流信号的电流值可能存在偏差，又由于前述步骤中已经测得精准的进油控制方向全行程时间tc4
‑
1以及排油控制方向全行程时间tc4
‑
2，因此本发明实施例中可以利用进油控制方向全行程时间t4
‑
1以及排油控制方向全行程时间t4
‑
2对额定正向电流信号以及额定反向电流信号进行纠正，原理为：
[0135]
无论对于额定正向电流信号还是额定反向电流信号，假设目前的油动机活塞不处于全开位，此时可以控制均可以先输送给伺服阀的电流值为预设正向电流值(小于原始的额定正向电流值)，并获取预设正向电流值对应的目标油动机活塞杆移动的进油控制方向全行程测试时间tc4
‑
1(可以通过活塞杆全程位移除以预设正向电流值对应的活塞杆移动速度得到)，通常情况下该进油控制方向全行程测试时间tc4
‑
1是要大于前述的进油控制方向全行程时间t4
‑
1的，此时可以通过两者的差值是否小于预设阈值，来判定预设正向电流值是否足够趋近于真实的“额定正向电流信号”，只要当该差值小于预设阈值，便可以认为此时的预设正向电流值足够趋近于真实的“额定正向电流信号”，而当该差值不小于预设阈值，则可以进一步的使得预设正向电流值趋近于真实的“额定正向电流信号”，也即将预设正向电流值增加当前的第一差值所对应的增量值，以便下次控制输送给伺服阀该调整后的预设正向电流值。
[0136]
此时值得注意的是，由于经过前述的“预设正向电流值”的控制，此时的油动机活塞的行程已经接近一端的限位点，因此此时不适宜直接将“增加预设数值后的预设正向电流值”输送给伺服阀，因此本发明实施例中可以“控制输送给伺服阀的电流值为预设反向电流值，并获取预设反向电流值对应的目标油动机活塞杆移动的排油控制方向全行程测试时间tc4
‑
2”，以便交替地进行额定正向电流信号以及额定反向电流信号的标定工作。
[0137]
具体的，经过上述的标定过程，可以使得伺服控制信号对于伺服阀位置的控制更加精准。
[0138]
其中，最初的预设正向电流值以及最初的预设反向电流值可以进行自主设定，例如可以为额定电流值的90％等，本发明实施例在此不做限定。
[0139]
具体的，第一差值以及第二差值均与增量值呈正相关关系，增量值为正数，也即当第一差值以及第二差值越大，各自所对应的增量值越大，当第一差值以及第二差值越小，各自所对应的增量值越小。
[0140]
其中，预设数值可以进行自主设定，例如可以为额定电流值的1％等，本发明实施例在此不做限定。
[0141]
作为一种优选的实施例，目标油动机的活塞杆设置有两个位移传感器；
[0142]
根据数学模型以及伺服阀接收到的伺服控制信号，计算预设时段内的目标油动机
的行程估计变化量包括：
[0143]
判断两个位移传感器之间的偏差量是否达到第三预设阈值y3；
[0144]
若是，则开始根据数学模型以及伺服阀接收到的伺服控制信号模拟目标油动机的行程变化；
[0145]
判断两个位移传感器之间的偏差量是否达到第四预设阈值y4；
[0146]
若是，则确定出数学模型从开始到当前时刻为止的行程估计变化量；
[0147]
其中，y4大于y3，预设时段指偏差量从y3达到y4之间的时段。
[0148]
具体的，当存在多个位移传感器时，便可以在存在故障的位移传感器的情况下立即选用不存在故障的位移传感器以便保证油动机工作的正常进行。
[0149]
其中，位移传感器的具体数量可以进行自主设定，例如可以为2个等，本发明实施例在此不做限定。其中，lvdt故障判断环节根据模拟油动机输出值及两油动机行程值，判断两路lvdt是否故障，最终选择反馈信号环节根据故障信息选出准确的一路油动机行程用作反馈。当两路lvdt行程信号的偏差大于预定值时，便可以开启掉杆检测功能。
[0150]
具体的，考虑到在两个位移传感器均正常的情况下两个位移传感器之间的行程偏差量比较小，因此本技术可以判断两个位移传感器之间的偏差量是否达到y3，一旦位移传感器之间的偏差量达到y3，说明起码存在一个位移传感器的行程值误差较大，此时便可以开展故障检测，并在位移传感器之间的偏差量达到y4(故障的位移传感器的行程值的误差进一步增大)时，确定出数学模型从开始到当前时刻为止的行程估计变化量，以此为基准来对每一个位移传感器进行故障判断。
[0151]
其中，y3以及y4可以进行自主设定，例如y3可以为总行程的1.5％，而y4可以为总行程的5％等，本发明实施例在此不做限定。
[0152]
具体的，当两个位移传感器的油动机行程信号稳定在5～95％范围内、两行程偏差≤1.5％、且阀位给定与实际的行程偏差≤5％时，伺服控制器自动记录并保存此时的伺服控制信号值，作为伺服阀阀芯断流位置值c。
[0153]
作为一种优选的实施例，若是，则判定位移传感器故障之后，该位移传感器的故障检测方法还包括：
[0154]
将数学模型当前输出的行程值作为行程基准值，将当前时刻作为基准时刻；
[0155]
根据数学模型以及伺服阀接收到的伺服控制信号模拟目标油动机的行程变化，并判断数学模型的行程实时值与行程基准值的差值绝对值是否达到第五预设阈值y5；
[0156]
若是，则获取基准时刻至当前时刻之间的各个位移传感器的行程变化量；
[0157]
将与y5的差值大于第六预设阈值y6的行程变化量对应的位移传感器判定为故障状态，将与y5的差值不大于y6的行程变化量对应的位移传感器判定为非故障状态；
[0158]
执行将数学模型当前输出的行程值作为行程基准值，将当前时刻作为基准时刻的步骤。
[0159]
具体的，考虑到在其中一个位移触感器故障之后，且该故障的位移传感器的故障原因通常是螺母松动，因此其余未故障的位移传感器的由于螺母松动而导致故障的可能性便提高了很多，因此本发明实施例中可以在数学模型的行程变化量每达到y5时，便可以判断在这段时间内位移传感器的行程变化量与y5的接近程度，当两者的差值大于y6时，便可以认定该位移传感器故障，而当两者的差值不大于y6时，则可以认定该位移传感器正常。
[0160]
其中，y5以及y6均可以进行自主设定，例如y5可以为总行程的5％，y6可以为总行程的2％等，本发明实施例在此不做限定。
[0161]
具体的，y1以及y6可以为变化的量，为了更好地对该两个阈值进行说明，请参考图4a以及图4b，设行程检测变化量为x，行程估计变化量为y，参考图4a所示，当两行程偏差由1.5％增大到5％时，若变化量满足：
[0162]
x＜
‑
2时，y＜1.5x或y＞0.5x；
[0163]
‑
2≤x≤2时，y＞x 1或y＜x
‑
1；
[0164]
x＞2时，y＞1.5x或y＜0.5x；
[0165]
则判断该位移传感器故障，否则判断该位移传感器正常。
[0166]
参考图4b所示，在两行程偏差大于5％期间，当数学模型输出的行程值的变化量每达到5％时，若变化量满足：
[0167]
y＜
‑
5时，y＜1.5x或y＞0.5x；
[0168]
y＞5时，y＞1.5x或y＜0.5x；
[0169]
则判断该位移传感器故障；若变化量满足：
[0170]
y＜
‑
5时，y≥1.5x且y≤0.5x；
[0171]
y＞5时，y≤1.5x且y≥0.5x；
[0172]
则判断该位移传感器正常。
[0173]
为了更好地对本发明实施例进行说明，请参考图5，图5为本发明提供的一种lvdt传感器的结构示意图，作为一种优选的实施例，位移传感器为线性差动变压器；
[0174]
线性差动变压器的芯杆上设置有限位装置，用于在芯杆的紧固螺母松脱导致芯杆脱落时，将芯杆的位置限定在线性差动变压器的线性范围以内且位于目标油动机行程的检测范围之外；
[0175]
则该位移传感器的故障检测方法还包括：
[0176]
判断线性差动变压器的输出值是否位于目标油动机行程的检测范围之外；
[0177]
若是，则判定线性差动变压器故障。
[0178]
具体的，lvdt的线性范围应为油动机全行程的1.2倍以上，而且设法使芯杆中位与50％油动机行程相对应。
[0179]
具体的，考虑到在芯杆的固定螺母完全脱落的情况下，芯杆便会直接掉出套筒以外，从而导致lvdt的两个线圈的电压值一样，使得该lvdt传感器始终输出50％的行程，影响油动机的控制过程，并且难以判定出lvdt传感器的故障，因此本发明实施例中在lvdt传感器的芯杆上增设了1个限位装置，使芯杆最多只能插入套筒到线性范围的最小位，这样即使lvdt芯杆的紧固螺母全部掉了，lvdt芯杆也不会完全落出套筒以外，此时lvdt行程信号应超出
‑
5～105％范围，便于检测出故障。例如lvdt的线性范围为
‑
10％到110％，而目标油动机行程的检测范围在
‑
5～105％，限位装置则对应在
‑
10％
‑‑
5％以内，因当紧固螺母完全松脱之后，发现lvdt传感器的输出值在
‑
10％
‑‑
5％以内时便可以判定该lvdt传感器故障。
[0180]
请参考图6，图6为本发明提供的一种位移传感器的故障检测装置的结构示意图，该位移传感器的故障检测装置包括：
[0181]
构建模块1，用于构建目标油动机的数学模型；
[0182]
计算模块2，用于根据数学模型以及伺服阀接收到的伺服控制信号，计算预设时段
内的目标油动机的行程估计变化量；
[0183]
判断模块3，用于判断位移传感器在预设时段内指示的目标油动机的行程检测变化量与行程估计变化量的差值是否大于y1，若是，则触发判定模块4；
[0184]
判定模块4，用于判定位移传感器故障。
[0185]
对于本发明实施例提供的位移传感器的故障检测装置的介绍请参照前述的故障检测
[0186]
请参考图7，图7为本发明提供的一种位移传感器的故障检测设备的结构示意图，该位移传感器的故障检测设备包括：
[0187]
存储器5，用于存储计算机程序；
[0188]
处理器6，用于执行计算机程序时实现如前述实施例中位移传感器的故障检测方法的步骤。
[0189]
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0190]
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。