1.一种基于非相似度指标的故障分类诊断方法,其特征在于,包括以下步骤:(1):收集生产过程正常运行状态下的采样数据,组成数据矩阵X0∈Rn×m,收集生产过程在不同故障操作状态下的采样数据,组成不同的参考故障数据集 其中,n为训练样本数,m为过程测量变量数,下标号c=1,2,…,C表示第c种参考故障类型,Nc为第c种故障的可用样本数,R为实数集,Rn×m表示n×m维的实数矩阵;
(2):对矩阵X0进行标准化处理,得到均值为0,标准差为1的新数据矩阵 并利用矩阵X0的均值向量与标准差向量对Xc进行标准化处理,得到矩阵 然后初始化c=1与i=1;
(3):按下式计算 中第i个测量变量与 中第i个测量变量的变化差异:上式中, 与 分别为矩阵 与 中的第i列,符号|| ||表示计算向量的长度;
(4):令i=i+1,若i≤m,返回至步骤(3);反之,将得到的m个测量变量间的变化差异值组成向量Jc=[J1,J2,…,Jm];
(5):再次初始化i=1后,从向量Jc中找出数值大于Q(Jc)的所有元素,将这些元素所对应的变量标号组成第c种参考故障类型的特征变量集Fc,并利用Fc从参考故障数据矩阵中挑选出相应变量组成新参考故障数据矩阵 其中,Q(Jc)表示计算向量Jc的较大四分位数,即Jc中所有数值由小到大排列后第75%的数值;
(6):令c=c+1,若c≤C,返回至步骤(3);反之,保存得到的C个特征变量集F1,F2,…,FC以及新参考故障数据矩阵(7):当在线检测到的故障数据样本数积累到w时,先利用矩阵X0的均值向量与标准差向量对该在线故障数据窗口矩阵Yw进行标准化处理得到 后利用特征变量集F1,F2,…,FC对分别进行变量选择得到矩阵(8):先分别从各参考故障数据矩阵 中选择前w行样本组成相应的参考故障窗口矩阵 后利用非线性相似度分析算法分别计算两对应窗口矩阵 与间的非线性相似度指标 其中c=1,2,…,C,计算相似度指标的具体过程如下所示:首先,计算协方差矩阵 其中上标号T表示矩阵的转置;
其次,对矩阵S进行奇异值分解,得到S=VΛVT,其中Λ∈Rq×q为q个奇异值λ1,λ2,…,λq组成的对角矩阵,q为 矩阵中变量个数,也等于特征变量集Fc中元素的个数,V∈Rq×q是由q个相互正交的列向量组成;
最后,按下式计算计算两数据集 与 间的空间分布非相似度指标:(9):将 中的最小值所对应的参考故障类型判别为当前故障数据的故障类型;
(10):当下一个故障数据样本可测量时,数据窗口长度变为w=w+1,重复步骤(7)~(9)重新识别故障类型。