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基于相对化变换的信息增量矩阵故障诊断方法

基于相对化变换的信息增量矩阵故障诊断方法

相对主元分析及其在数据压缩和故障诊断中的应用研究

2013年中国智能自动化学术会议

作者：苑天琪胡静文成林杭州电子科技大学自动化学院浙江大学控制科学与控制工程系

关键词：故障诊断协方差矩阵相对化变换信息增量矩阵

来源： cnki会议评论

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自动化学报 2008年第9期34卷 1128-1139页

作者：文成林胡静王天真陈志国杭州电子科技大学信息与控制研究所杭州310018 河南大学计算机与信息工程学院开封475001 上海海事大学电气自动化系上海200135

传统主元分析(Principal component analysis,PCA)方法因忽视量纲对系统的影响,从而使选取的主元难以具有代表性;而在进行量纲标准化后,又因得到的特征值常常是近似相等的而无法进行有效的主元提取.针对这一主要问题,本文通过引入相对... 详细信息

传统主元分析(Principal component analysis,PCA)方法因忽视量纲对系统的影响,从而使选取的主元难以具有代表性;而在进行量纲标准化后,又因得到的特征值常常是近似相等的而无法进行有效的主元提取.针对这一主要问题,本文通过引入相对化变换(Relative transform,RT)、相对主元(Relative principal components,RPCs)和分布"均匀"等概念,建立起一种相对主元分析(Relative principal component analysis,RPCA)的新方法.该方法首先对系统各分量进行量纲标准化;其次再根据系统的先验信息分析和确定各分量的重要程度;然后在系统能量守恒的准则下,赋以系统各分量相应的权值;最后利用已建立起的相对主元模型,对系统实施RPCA.同时运用数值例子,开展了RPCA在数据压缩和系统故障诊断中的应用研究.理论分析和仿真实验均表明,采用RPCA方法选取出的主元更具代表性和显著几何意义,加之选取主元的灵活性,将使新方法具有更广泛的应用前景。

关键词：数据压缩故障诊断相对主元分析相对化变换量纲标准化分布“均匀”

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相对主元分析方法及其在故障检测中的应用

系统仿真学报 2007年第13期19卷 2889-2894页

作者：王天真汤天浩文成林黄洪琼上海海事大学电气自动化系上海200135 杭州电子科技大学自动化学院杭州310018

通常情况下利用传统的主元分析方法虽然可以对系统进行故障检测和诊断,但是如果数据标准化以后呈“均匀”分布时,由于很难选取主元,或者选取出主元时没有考虑随机向量分量的物理意义,使得主元没有代表性。在分析了主元分析方法的基础上... 详细信息

通常情况下利用传统的主元分析方法虽然可以对系统进行故障检测和诊断,但是如果数据标准化以后呈“均匀”分布时,由于很难选取主元,或者选取出主元时没有考虑随机向量分量的物理意义,使得主元没有代表性。在分析了主元分析方法的基础上,我们提出了一种相对主元分析的方法,给出了相对主元的几何意义,同时还提出了相对化变换,分布“均匀”等概念。在处理分布“均匀”数据时,应用新概念和新方法,可有效地克服传统的主元分析(PCA)在数据压缩和故障检测与诊断时的不足。仿真结果验证了算法的有效性。

关键词：主元分析相对主元相对化变换分布“均匀” 故障检测

基于三维激光多普勒测振仪的电机故障检测研究

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基于三维激光多普勒测振仪的电机故障检测研究

作者：朱磊磊浙江大学

学位级别：硕士

电机是工业生产中不可或缺的一部分,随着电机不断迭代更新,其复杂性以及造成故障发生的因素越来越多,安全性以及能效性也更加受到重视,因此监测电机运行状态,判断电机是否处于故障状态是非常重要的。电机故障检测方法大多依赖于接触式... 详细信息

电机是工业生产中不可或缺的一部分,随着电机不断迭代更新,其复杂性以及造成故障发生的因素越来越多,安全性以及能效性也更加受到重视,因此监测电机运行状态,判断电机是否处于故障状态是非常重要的。电机故障检测方法大多依赖于接触式传感器,例如加速度传感器,这种接触式测量的缺点是有附加质量以及质量载荷引起的误差等。基于非接触测量的故障诊断检测是故障检测领域的一个分支,具有时间分辨率高等特点,使电机故障检测更加智能化和高效。本文在总结和概述非接触式测量仪器三维激光多普勒测振仪的基础上,采用三维激光多普勒测振仪对电机故障进行检测与监测,对基于主元分析和概率主元分析的故障检测方法进行了总结与研究,设计了相对概率主元分析方法进行数据处理。本文的主要研究内容如下:（1）使用三维激光多普勒测振仪测量28个直流电机的前端盖、定子和后端盖的振动参数,采集它们的时域数据,利用傅里叶变换进行数据分析,统计直流电机测量部分的频域信息,建立正常直流电机频域信息标准图,并测量其余直流电机的信息并进行频谱图的对比。（2）设计一种基于主元分析电机振动测量数据处理方法,利用主元分析对采集的时域信息进行正常电机运行数据训练,使用剩余电机的运行数据进行测试,训练出一个能判断出电机故障的主元分析模型。（3）在主元分析的基础上,为了减少随机性的问题,获得更全面的信息,设计一种基于概率主元分析的数据处理方法,该方法引进概率模型,同时将测量噪声考虑到模型中,利用前面建立的样本训练集和样本测试集,训练一个概率主元分析模型。在概率主元分析的基础上引入相对化变换概念,打破训练集和测试集数据经过标准化处理后可能会出现的分布“均匀”现象,使用已建立的训练集和测试集,训练一个相对概率主元分析模型。（4）基于三维激光多普勒测振仪设计一个离线与实时测量试验,对上述研究中所建立的数据处理模型:主元分析模型、概率主元分析模型和相对概率主元分析模型进行实时电机测量。测量系统包括光学单元、数据采集单元和数据处理单元,使用一组新的电机进行测量实验。实验结果表明,利用三维激光多普勒测振仪可以用来检测电机是否发生故障,具有一定的实用性。

关键词：三维激光多普勒测振仪故障检测主元分析概率主元分析相对化变换电机故障

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T-PLS下相关系数矩阵对质量影响的研究

杭州电子科技大学学报（自然科学版） 2013年第6期33卷 120-123页

作者：苑天琪胡静文成林杭州电子科技大学系统科学与控制工程研究所浙江杭州310018 浙江大学控制科学与控制工程系浙江杭州310027

相对主元分析算法解决了主元分析中没有考虑数据量纲,进行量纲标准化之后由于特征值近似相等无法进行有效的主元提取的问题,而全潜结构投影算法与主元分析存在相似问题,故该文将相对主元分析思想融入全潜结构投影算法中,在对原始数据进... 详细信息

相对主元分析算法解决了主元分析中没有考虑数据量纲,进行量纲标准化之后由于特征值近似相等无法进行有效的主元提取的问题,而全潜结构投影算法与主元分析存在相似问题,故该文将相对主元分析思想融入全潜结构投影算法中,在对原始数据进行量纲标准化的基础上,依据系统各过程变量与质量变量的相关程度,在能量守恒的准则下,赋予过程变量各分量相应的权值,然后再进行故障诊断。仿真研究了相关系数矩阵对故障检测行为能力的影响。

关键词：故障诊断全潜结构投影模型相对化变换相关系数矩阵