1.一种基于多重T方控制图的高速列车间歇故障检测方法,其特征在于:包括如下步骤:步骤1:离线训练;具体包括如下步骤:
步骤1.1:构造正常工况测量矩阵:
[X1,X2,…,Xk,…,XN]∈Rm×N;
其中,Xk∈Rm×1为列向量;m为所检测的系统包含的传感器个数;N为每个传感器包括的独立采样个数;
步骤1.2:计算训练数据的样本均值 和协方差矩阵S,即步骤1.3:根据经验或通过分析历史故障数据,给出高速列车关键系统间歇故障的方向ξq、故障幅值下界 故障持续时间下界 和故障消失时间下界 并计算下式:其中,W*和W#为两个时间窗口; W=1,2,…,W#; 为理论上对故障发生检测延迟的上界; 为理论上对故障消失检测延迟的上界;
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步骤1.4:根据给定的置信水平α,对时间窗口W=1,2,…,W,分别计算 即其中,Fa(p,N-p)为自由度为p,N-p的F分布置信水平为α时的上分位数,记δ2=δ12;
步骤2:在线故障检测;具体包括如下步骤:步骤2.1:在线采集新测量样本 并对时间窗口W=1,2,…,W#,实时计算每个T方控制图的统计量 即步骤2.2:对时间窗口W=1,2,…,W#,实时更新每个T方控制图的报警时刻:故障发生报警 和故障消失报警 即步骤2.3:在线排除误报,具体包括如下步骤:步骤2.3.1:若对W=W#,下式不成立则重新开始步骤2;否则执行步骤2.4;
步骤2.3.2:若存在W∈[W*,W#]使得(1)式不成立,则重新开始步骤2;否则执行步骤2.4;
步骤2.3.3:若存在W,W′∈[W*,W#]使得下式成立其中 为空集,则重新开始步骤2,否则执行步骤2.4;
步骤2.4:选择时间窗口,具体包括如下步骤:步骤2.4.1:依次检验W={W*,…,1},若(1)式不成立,则置Wo=W+1;否则Wo=1;
步骤2.4.2:依次检验W={W*,…,Wo},若存在W′∈(W,W#],使得(2)式成立,则重置Wo=W+* o
1;步骤2.4.3:对W={W ,…,W},计算步骤2.4.4:依次检验W={W*,…,Wo},若存在W′∈(W,W#]使得下式成立,则重置Wo=W+1;
步骤2.5:间歇故障发生及消失时间推断,具体包括如下步骤:步骤2.5.1:计算间歇故障发生及消失时间的最终推断μq, 和νq, 即步骤2.5.2:推断此次间歇故障在 时刻内发生,在 时刻内消失。