基于PCA的空調(diào)水系統(tǒng)的傳感器故障檢測與檢測研究.pdf

1、空調(diào)系統(tǒng)的故障診斷對于提高系統(tǒng)能效，提升室內(nèi)空氣品質(zhì)，保持適宜的室內(nèi)熱濕環(huán)境，延長設(shè)備的使用壽命都是很重要的。然而，對于復(fù)雜的空調(diào)系統(tǒng)，僅僅依靠人力已經(jīng)不能對系統(tǒng)中出現(xiàn)的各種故障，進(jìn)行快速及時地檢測和診斷。所以，發(fā)展自動故障檢測與診斷系統(tǒng)越來越必要。傳感器的故障診斷是空調(diào)系統(tǒng)的故障診斷的基礎(chǔ)，目前此領(lǐng)域有價值的研究成果仍比較少。因此，開展空調(diào)系統(tǒng)傳感器故障檢測與診斷研究具有很強(qiáng)的理論意義和應(yīng)用價值。
　　本文用主元分析方法進(jìn)行傳感

2、器的故障檢測與診斷。主元分析(PrincipleComponentAnalysis，PCA)是一種典型的多元數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析方法，它利用系統(tǒng)在正常運(yùn)行工況下的數(shù)據(jù)建立模型。然后，基于PCA模型用SPE檢驗(yàn)和T2檢驗(yàn)進(jìn)行傳感器故障檢測。共有四種檢測結(jié)果，通常，人們把檢測結(jié)果——T2統(tǒng)計量超出控制限、SPE統(tǒng)計量未超出控制限，簡單的認(rèn)為是工況變化或者噪聲引起的。但是事實(shí)上，上述結(jié)果還可以是故障引起的。本文稱這種故障為T2型傳感器故障。
　

3、　采用改進(jìn)的PCA理論對T2型傳感器故障進(jìn)行檢測。改進(jìn)的PCA方法將SPE統(tǒng)計量分成兩個新的統(tǒng)計量——PVR統(tǒng)計量（由與主元顯著相關(guān)的變量的預(yù)測殘差構(gòu)成）和CVR統(tǒng)計量（由剩下的一般變量的預(yù)測殘差構(gòu)成）。這樣，就可以將PVR檢驗(yàn)、CVR檢驗(yàn)和T2檢驗(yàn)用于傳感器的故障檢測，且有8種檢測結(jié)果。因此，改進(jìn)的PCA方法可以更細(xì)致的描述系統(tǒng)的變化，從而能夠有效的區(qū)分出上述檢測結(jié)果究竟是工況變化還是故障引起的，也就是實(shí)現(xiàn)T2型傳感器故障檢測。

4、>　　T2型傳感器故障診斷包括故障識別和故障重構(gòu)。本文定義了傳感器有效度指標(biāo)SVIT來進(jìn)行故障識別。若SVIT指標(biāo)接近0，則說明重構(gòu)的方向有T2型故障發(fā)生;若SVIT指標(biāo)接近1，則說明重構(gòu)的方向沒有故障發(fā)生。本質(zhì)上，故障重構(gòu)就是尋找故障數(shù)據(jù)所對應(yīng)的正常值的一個最佳估計值的過程。本文采用迭代重構(gòu)法進(jìn)行T2型傳感器故障重構(gòu)。
　　本文還介紹了一種APCA方法。APCA方法可以剔除建模數(shù)據(jù)中離群點(diǎn)，從而提高故障檢測效率。APCA和傳統(tǒng)P