基于改进的典型相关分析的故障检测方法-山东大学学报工学版.PDF

　第４７卷　第５期 山　东　大　学　学　报　（工　学　版） ２０１７年１０月　 　 　　 Ｖｏｌ．４７　 Ｎｏ．５　　 　ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＨＡＮＤＯＮＧＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ（ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＳＣＩＥＮＣＥ） Ｏｃｔ．２０１７　 　文章编号：１６７２３９６１（２０１７）０５００４４０７　　　ＤＯＩ：１０６０４０／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２３９６１０２０１７１７１ 基于改进的典型相关分析的故障检测方法 １ １ １ ２ １ １ 陈志文 ，彭涛 ，阳春华 ，何章鸣 ，杨超 ，杨笑悦 （１．中南大学信息科学与工程学院，湖南 长沙４１００８３；２．国防科学技术大学理学院，湖南 长沙４１００８３） 摘要：为提高基于典型相关分析的故障检测方法使用效率，对原有的残差产生方式进行改进。通过分析残差信号 统计特性，重新选取残差产生方式，使得改进的残差生成方式不依赖于主元个数的选取，从而避免因主元个数选 取所带来的故障检测性能影响。通过ＴｅｎｎｅｓｓｅｅＥａｓｔｍａｎｂｅｎｃｈｍａｒｋｐｒｏｃｅｓｓ仿真实例，对改进方法的可行性和有 效性进行验证。选取４个典型故障的运行数据，分别用所提方法进行故障检测，改进的典型相关分析方法能够有 效的检测故障的发生。另外，通过对两个统计量的故障检测率的对比可以看出，两个统计量对于发生在不同子空 间的故障敏感度各异，对于不同故障的检测能力不同。 关键词：典型相关分析；数据驱动；故障检测；ＴｅｎｎｅｓｓｅｅＥａｓｔｍａｎ过程 中图分类号：ＴＰ２０６＋．３　　　文献标志码：Ａ Ａｆａｕｌｔｄｅｔｅｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎｍｏｄｉｆｉｅｄｃａｎｏｎｉｃａｌｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓ １ １ １ ２ １ １ ＣＨＥＮＺｈｉｗｅｎ，ＰＥＮＧＴａｏ ，ＹＡＮＧＣｈｕｎｈｕａ，ＨＥＺｈａｎｇｍｉｎｇ，ＹＡＮＧＣｈａｏ，ＹＡＮＧＸｉａｏｙｕｅ （１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｅｎｔｒａｌＳｏｕｔｈ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１００８３，Ｈｕｎａｎ，Ｃｈｉｎａ； ２．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＳｃｉｅｎｃｅ，ＮａｔｉｏｎａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＤｅｆｅｎｓｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１００８３，Ｈｕｎａｎ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆｔｈｅｆａｕｌｔｄｅｔｅｃｔｉｏｎ（ＦＤ）ｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎｓｔａｎｄａｒｄｃａｎｏｎｉｃａｌｃｏｒｒｅｌａ ｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓ（ＣＣＡ），ｔｈｅｏｒｉｇｉｎａｌｒｅｓｉｄｕａｌｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｗａｓｍｏｄｉｆｉｅｄ．Ｂｙａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｒｅ ｓｉｄｕａｌｓｉｇｎａｌａｎｄｃｈａｎｇｉｎｇｔｈｅｒｅｓｉｄｕａｌｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｍｏｄｅ，ｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｄｒｅｓｉｄｕａｌｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｄｉｄｎｏｔｄｅｐｅｎｄｏｎｔｈｅ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｐｒｉｎｃｉｐａｌｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ，ｓｏｔｈａｔｔｈｅｆａｕｌｔｄｅｔｅｃｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｗｏｕｌｄｂｅｆｒｅｅｏｆｓｕｃｈａｓｅｌｅｃ ｔｉｏｎ．ＴｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｍｅｔｈｏｄｗａｓｆｕｒｔｈｅｒａｐｐｌｉｅｄｔｏｔｈｅＴｅｎｎｅｓｓｅｅＥａｓｔｍａｎｂｅｎｃｈｍａｒｋｐｒｏｃｅｓｓ，ｉｎｗｈｉｃｈｆｏｕｒｔｙｐｉｃａｌ ｆａｕｌｔｓｗｅｒｅｓｉｍｕｌａｔｅｄ．Ｔｈｅａｃｈｉｅｖｅｄｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｐｒｏｐ