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专利号: 2019101277372
申请人: 山东科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 控制;调节
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于潜故障敏感子空间的故障检测方法,其特征在于:具体包括如下步骤:步骤1:离线建立故障检测模型,具体包括如下步骤:步骤1.1:子空间的选取方法;具体包括如下步骤:步骤1.1.1:数据预处理;

m

假设所检测的对象包含m个传感器或变量,则有x∈R ;每个传感器有N个独立采样,构造T N×m

如下正常工况测量矩阵X0=[x1,x2,…,xN]∈R ,并对X0进行零均值和单位方差的预处理得到预处理后的测量矩阵X;

步骤1.1.2:建立协方差矩阵;

根据公式(1)求解X的协方差矩阵S:步骤1.1.3:对协方差矩阵进行奇异值分解;

对S进行奇异值分解,得到m个特征值并排序:λ1≤λ2≤...≤λm‑1≤λm;

步骤1.1.4:在不考虑传感器或解析冗余情况下,进行潜故障敏感子空间的选取,具体包括如下步骤:

步骤1.1.4.1:从m个特征值中,顺序取前d个最小特征值,构成Λ=diag(λ1,λ2,...,λd‑1,λd);

步骤1.1.4.2:选出对应的特征向量构成投影矩阵W=[w1,w2,...,wd];

步骤1.1.4.3:得到在不考虑传感器或解析冗余情况下,由投影矩阵W张成的潜故障敏感子空间SW;

步骤1.1.5:在考虑传感器或解析冗余情况下,进行潜故障敏感子空间的选取,具体包括如下步骤:

步骤1.1.5.1:设ε是一个很小的正数,从m个特征值中选出所有大于ε的特征值并排序:λk≤λk+1≤...≤λm‑1≤λm;其中,λk是特征值中大于ε的最小的特征值;

步骤1.1.5.2:从m个特征值中,顺序取前d个大于ε且最小特征值,构成Λε=diag(λk,λk+1,...,λd+k‑2,λd+k‑1),选出对应的特征向量构成投影矩阵Wε=[wk,wk+1,…,wd+k‑1];

步骤1.1.5.3:得到在考虑传感器或解析冗余情况下,由投影矩阵Wε张成的潜故障敏感子空间

步骤1.2:控制限的选取方法;具体如下:2

采用T 统计量,则有控制限 其中,d为子空间维数,N为独立2

采样个数,α是显著性水平,F表示F分布,η为控制限;

步骤2:在线故障检测,具体包括如下步骤:m 2

步骤2.1:对于一个新的测量样本x∈R ,若不考虑传感器或解析冗余,则计算T统计量

2 T ‑1 T

T=xWΛ Wx;若 则未发生故障;若 则发生了故障;

m 2

步骤2.2:对于一个新的测量样本x∈R ,若考虑传感器或解析冗余,则计算T 统计量若 则未发生故障;若 则发生了故障。