發(fā)布時(shí)間：2018-11-25 07:53

【摘要】：傳感器故障不僅會(huì)影響制冷空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，也會(huì)導(dǎo)致運(yùn)行能耗的增加。傳感器的故障檢測(cè)、診斷及重構(gòu)研究是制冷空調(diào)領(lǐng)域與自動(dòng)控制領(lǐng)域的一個(gè)交叉研究方向，近年來(lái)逐漸受到關(guān)注和重視。冷水機(jī)組是制冷空調(diào)系統(tǒng)的主要供能設(shè)備，也是制冷空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行與耗能的核心設(shè)備，冷水機(jī)組傳感器的故障檢測(cè)、診斷及重構(gòu)研究，具有非常重要的理論研究意義和工程應(yīng)用價(jià)值。 主元分析是傳感器故障檢測(cè)、診斷及重構(gòu)研究中常用的數(shù)據(jù)分析方法。首先分析整理了以Q統(tǒng)計(jì)量為檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的基于主元分析的傳感器故障檢測(cè)、診斷及重構(gòu)策略。結(jié)合熱平衡原理以及冷水機(jī)組運(yùn)行的控制邏輯，分析和篩選了冷水機(jī)組中的常用8個(gè)傳感器——冷凍水側(cè)供水溫度、回水溫度、流量，冷卻水側(cè)供水溫度、回水溫度、流量，機(jī)組功率以及制冷劑流量調(diào)節(jié)裝置反饋信號(hào)組成了主元分析的耦合模型，并分析了不同傳感器不同故障程度下的故障檢測(cè)效率特點(diǎn)。然后采用了實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和模擬數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和驗(yàn)證工作。結(jié)果表明，不同傳感器在不同故障條件下，檢測(cè)效率差異很大。基于主元分析的傳感器故障檢測(cè)方法在小偏差故障條件下的故障檢測(cè)效率較低，而且部分傳感器的整體故障檢測(cè)效率偏低。 針對(duì)傳感器故障檢測(cè)效率有待進(jìn)一步提高的問(wèn)題，從訓(xùn)練矩陣優(yōu)化、測(cè)量數(shù)據(jù)優(yōu)化、檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化三方面分析了一系列改善和提高基于主元分析的水冷冷水機(jī)組傳感器故障檢測(cè)效率的方法。 在訓(xùn)練矩陣優(yōu)化方面，依據(jù)距離度量的概念，建立了兩種訓(xùn)練矩陣優(yōu)化的方法。一種是以標(biāo)準(zhǔn)化原始數(shù)據(jù)歐氏距離作為異常數(shù)據(jù)的判斷標(biāo)準(zhǔn)，剔除歐氏距離z得分大于2的異常數(shù)據(jù)，建立了結(jié)合基于距離度量異常值剔除的主元分析故障檢測(cè)策略；另一種以Q統(tǒng)計(jì)量閾值Qα作為異常數(shù)據(jù)的判斷標(biāo)準(zhǔn)，采用嚴(yán)格的自適應(yīng)異常數(shù)據(jù)循環(huán)剔除方法，建立了自適應(yīng)主元分析故障檢測(cè)策略。兩種方法的主要目的均是通過(guò)剔除原始數(shù)據(jù)中偏離聚集中心的數(shù)據(jù)，，減少異常數(shù)據(jù)對(duì)主元分析正交投影空間的影響。 在測(cè)量數(shù)據(jù)優(yōu)化方面，采用小波變換方法優(yōu)化原始訓(xùn)練數(shù)據(jù)和后續(xù)被測(cè)數(shù)據(jù)，去除數(shù)據(jù)中的噪聲。由于小波變換具有可變的層次性，因此進(jìn)一步對(duì)比分析了不同小波分解層次對(duì)檢測(cè)效率的影響。當(dāng)分解層次越多時(shí)，檢測(cè)效率提高越明顯。 在檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化方面，通過(guò)多統(tǒng)計(jì)量的交叉檢驗(yàn)提高故障檢測(cè)效率。對(duì)比分析了Q統(tǒng)計(jì)量、T~2統(tǒng)計(jì)量和HawkinsT~2_H統(tǒng)計(jì)量對(duì)于不同傳感器不同故障的檢測(cè)效率。通過(guò)主元空間統(tǒng)計(jì)量——T~2統(tǒng)計(jì)量和殘差空間統(tǒng)計(jì)量——Q統(tǒng)計(jì)量及Hawkins T~2_H統(tǒng)計(jì)量的交叉檢驗(yàn)，能明顯提高在小偏差條件下的整體故障檢測(cè)效率。為了進(jìn)一步提高對(duì)故障的及時(shí)檢測(cè)，以訓(xùn)練矩陣Q統(tǒng)計(jì)量的均值作為預(yù)期均值，采用Q統(tǒng)計(jì)量的累積和控制圖進(jìn)行在線檢測(cè)及其效率分析，利用誤差的時(shí)間累積性提高對(duì)微小偏差故障的檢測(cè)效率。 結(jié)果表明，上述方法均能改善和提高冷水機(jī)組傳感器的故障檢測(cè)效率，從而促進(jìn)傳感器故障診斷及數(shù)據(jù)重構(gòu)研究的敏感性。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TU831.4

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2355364