1.基于并集信度规则推理的船用柴油机异常磨损诊断方法,该方法包括以下步骤:步骤(1)采集某船用柴油机的磨损部件、主机工作介质润滑油中铁元素含量fa(t)、铝元素含量fb(t)、铅元素含量fc(t)和硅元素含量fd(t),作为输入;数据每小时采集一次,共采集T小时,1≤T<∞,则采样时刻t=1,2,...,T;
输出为磨损部件故障情况Y,即正常状态G1,单故障模式1主轴承异常磨损G2,单故障模式2活塞环异常磨损G3,单故障模式3活塞异常磨损G4,单故障模式4缸套异常磨损G5,以及并发故障模式的组合包括:两种故障模式并发[(G2G3),(G2G4),(G2G5),(G3G4),(G3G5),(G4G5),(G3G2),(G4G2),(G5G2),(G4G3),(G5G3),(G5G4)];以此类推三种故障模式并发以及更多种故障模式并发,共计为24种故障模式;
步骤(2)建立并集信度规则系统,采用润滑油中铁元素含量fa(t),铝元素含量fb(t),铅元素含量fc(t),硅元素含量fd(t)与船用柴油机磨损部件主轴承、活塞环,活塞,缸套的非线性关系,建立并集信度规则系统,其中的第l条并集规则记为Rl,其表示形式如下:式(1)中,“∨”表示规则是处于并集假设下, 分别为并集信度规则系统的输入变量fa(t)、fb(t)、fc(t)、fd(t)参考值,且有 其中j=
1 ,… ,J,Qj为 的取值空间,其中的元素满足
p表示对应第j个输入变量参考值的取值个数,p=
1,2,…,P;分别在Q1,Q2,…,QJ中抽取元素作为输入变量fa(t)、fb(t)、fc(t)、fd(t)的参考值,由此组合成共计L条并集规则, Rl的规则权重为θl∈[0,1],设定初始规则权重θl=1,Rl后项属性分别为G1,G2,...,GN,N≥2;式(1)中λ1,l,λ2,l,...,λN,l分别为G1,G2,...,GN的信度值,并满足0≤λn,l≤1,步骤(3)根据具体异常磨损部件与润滑油中各元素含量的相关性高低确定对应输入变量属性权重,输入变量fa(t)、fb(t)、fc(t)、fd(t)对应的属性权重分别为δj∈[0,1],j=
1,...,J;输入变量fa(t)、fb(t)、fc(t)、fd(t)对应于具体故障模式的权重为:步骤(4)给定润滑油中各元素含量fa(t)、fb(t)、fc(t)、fd(t)作为输入变量,通过并集信度规则系统获取它们对应的故障模式Gn信度值,具体步骤如下:步骤(4-1)设定fj的取值分别为fj(t),j=1,2,...,J,并有 将它们带入并集信度规则系统模型,计算它们激活规则的权重:
其中ωl∈[0,1], 为相对属性权重, 式
(3)中 表示为第l条并集规则中第j个输入变量相对于参考值 的归一化之后的差异度,差异度的求解如下:(a)当fj(t)≤Aj,1和fj(t)≥Aj,P时,fj(t)对于Aj,1和Aj,P的差异度 取值均为1,对于其它参考值的差异度均为0;
(b)当Aj,p
(c)差异度归一化:
步骤(4-2)对激活规则进行集合:
其中 表示相对于结果Gn的信度值,此步骤中共计获得N组信度值,即步骤(5)对不同权重属性组计算结果Gn的信度值进行权衡分析,具体步骤如下:步骤(5-1)利用不同组的属性权重对不同故障进行诊断之后,得到不同故障的诊断结果 对于第Gn个故障模式,若诊断结果将是第 个故障模式;对多个故障诊断模式的诊断结果列表进行排序,由不同故障模式组成的初始列表为 对应每种故障模式的信度值列表为对其按照信度值降序排序,排序后的故障模式列表为
对应的 信 度值 列表为 其中
步骤(5-2)预设阈值vf∈(0,1),f=1,2,...,F用来区分多种故障模式,若相邻故障模式的差值大于预设阈值,则诊断为单故障模式,即 那么诊断结果为单故障模式若相邻的故障模式信度值的差值小于或等于预设阈值,则诊断为并发故障模式,即那么诊断结果为故障模式 和 为并发故障,且故障模式 为主要故障模式,故障模式 为次要故障模式,依次向下比较相邻故障模式信度值的差值与预设阈值的大小并做出诊断,直到差值大于预设阈值为止;以此类推,诊断出船用柴油机异常磨损部件。