【摘要】：建筑能耗占社會總能耗的比重在逐年攀升,而暖通空調(diào)系統(tǒng)能耗是建筑能耗的重要組成部分。冷水機組作為暖通空調(diào)的關(guān)鍵設備,一旦發(fā)生故障,將會導致系統(tǒng)運行效率低下,能源成本增加,用戶舒適感下降和部件磨損加劇等問題。因此,將故障診斷技術(shù)應用于冷水機組,及時有效地排除空調(diào)制冷設備的故障,對于保證制冷設備的安全可靠運行,維持環(huán)境舒適度,以及減少能耗具有重要意義。本文研究制冷系統(tǒng)的故障診斷技術(shù),以冷水機組為研究對象,基于ASHRAERP-1043實驗數(shù)據(jù),提出了一種基于核主元分析(KPCA)和最小二乘支持向量機(LSSVM)的冷水機組故障診斷方法,具體工作如下:(1)研究基于KPCA的冷水機組故障特征提取方法針對冷水機組變量間相關(guān)性嚴重,且非線性程度高的特點,采用多元統(tǒng)計分析方法進行故障特征提取。鑒于PCA方法在非線性特征提取方面存在缺陷,引入KPCA方法,提取系統(tǒng)變量的高階統(tǒng)計信息,降低數(shù)據(jù)維數(shù),使得樣本數(shù)據(jù)具有更好的可分性。利用故障檢測結(jié)果對兩種方法進行評價,表明KPCA方法更適用于冷水機組故障的特征提取。(2)研究一種基于KPCA-LSSVM的冷水機組組合故障診斷方法針對冷水機組實際運行過程中故障數(shù)據(jù)較少,且故障與征兆之間的關(guān)系錯綜復雜,故障診斷較為困難的特點,引入LSSVM作為故障分類算法。并將LSSVM與KPCA相結(jié)合,提出一種基于KPCA-LSSVM的組合故障診斷方法。先利用KPCA提取數(shù)據(jù)的非線性主元,再將提取后的數(shù)據(jù)輸入到LSSVM中進行故障分類。通過對ASHRAE RP-1043的7種典型故障進行診斷分析,并與SVM、LSSVM和PCA-LSSVM方法進行對比,結(jié)果顯示該方法具有較高的準確率,同時也表明LSSVM兩個參數(shù)的選取對診斷結(jié)果影響很大,需要對其進行優(yōu)化。(3)基于IGSA優(yōu)化的LSSVM故障診斷研究為了避免LSSVM參數(shù)選擇的盲目性,提出一種改進的引力搜索算法(IGSA)對LSSVM的參數(shù)進行尋優(yōu)。基本的引力搜索算法(GSA)缺乏記憶性,通過引入粒子群算法(PSO)的速度更新機制進行改進,增加了算法的記憶性及信息共享能力,對基準函數(shù)的性能測試表明IGSA具有更快的收斂速度和更高的搜索精度。在KPCA特征提取的基礎(chǔ)上建立IGSA-LSSVM的故障診斷模型,并和基于PSO-LSSVM、GSA-LSSVM的診斷模型進行對比,結(jié)果驗證了所提方法的有效性和優(yōu)越性。
【學位授予單位】：杭州電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TU83
【圖文】：

圖１．１故障診斷方法分類逡逑１．２．１定性分析方法逡逑所謂的定性分析方法，指的是不依賴于系統(tǒng)精確的數(shù)學模型來表征系統(tǒng)運行的狀態(tài)，而逡逑是根據(jù)系統(tǒng)的原理、專家的經(jīng)驗知識來對系統(tǒng)進行分析。這類方法通常使用圖論方法和專家逡逑系統(tǒng)完成故障診斷。逡逑（１）圖論方法逡逑基于圖論的故障診斷方法主要包括符號有向圖和故障樹方法［１４－１５］。符號有向圖用圖形化逡逑的模型來描述系統(tǒng)故障發(fā)生的成因，當圖中的狀態(tài)均在正常節(jié)點時，表示系統(tǒng)正常運行；而逡逑一旦有狀態(tài)轉(zhuǎn)移到故障節(jié)點，則表明系統(tǒng)發(fā)生了故障。圖論方法的優(yōu)勢在于建模簡單，便于逡逑理解和應用。缺點則是圖的搜索過程會隨著系統(tǒng)的復雜程度遞增，影響診斷效率和診斷質(zhì)量。逡逑（２）專家系統(tǒng)逡逑專家系統(tǒng)［１６４７］根據(jù)專家的經(jīng)驗和知識總結(jié)形成一定的故障判定規(guī)則，由這些判定規(guī)則對逡逑輸入的數(shù)據(jù)進行推理分析，判斷系統(tǒng)是否出現(xiàn)故障。專家系統(tǒng)一般由知識庫、推理機和解釋逡逑模塊等部分構(gòu)成。其中知識庫是專家系統(tǒng)的核心，它的完備程度很大程度上影響著診斷的準逡逑一

２．２蒸氣壓縮式制冷原理逡逑制冷系統(tǒng)主要包括四大部件［５７］：壓縮機、冷凝器、膨脹閥和蒸發(fā)器，這些部件經(jīng)粗細不逡逑一的管道串接到一起，形成一個封閉的循環(huán)系統(tǒng)。流經(jīng)管道的是制冷劑，從圖２．１中可以看逡逑出，制冷劑在機組內(nèi)是一個由氣態(tài)到液態(tài)再到氣液混合態(tài)的交替變化過程：首先低溫蒸汽經(jīng)逡逑過壓縮機做功轉(zhuǎn)化為高溫高壓的蒸汽；經(jīng)過冷凝器后，由風冷或水冷系統(tǒng)將氣態(tài)制冷劑轉(zhuǎn)化逡逑為高溫高壓的液體；經(jīng)由膨脹閥的節(jié)流降壓后，轉(zhuǎn)化成了低溫氣液混合物；最后通過蒸發(fā)器逡逑的蒸發(fā)吸熱，轉(zhuǎn)化為低溫低壓的蒸汽［５７］。如此循環(huán)往復，完成制冷過程。這四大部件相互關(guān)逡逑聯(lián)，任意一個發(fā)生故障均會對其他部件的熱力學狀態(tài)產(chǎn)生影響。逡逑高溫高壓液體邐＾￣￣！高溫高壓蒸汽逡逑Ｉ邐邋冷凝器邋？邐逡逑膨脹閥——ｗｃ逡逑壓縮機〃逡逑邐？�。舭l(fā)器￣邐逡逑低溫低壓汽液混合物—￣￣１低溫低壓蒸汽逡逑ｑ0逡逑圖２．１制冷循環(huán)原理圖逡逑（１）壓縮機？？逡逑作為制冷循環(huán)系統(tǒng)的動力來源，壓縮機扮演了十分重要的角色。不僅要將蒸發(fā)器內(nèi)的蒸逡逑汽排出，還要將制冷劑進行壓縮，將低溫低壓的制冷劑蒸汽轉(zhuǎn)換成高

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

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本文編號：2727594