[發明專利]一種基于主元特征的工程機械負載模式判別方法

無效

• 申請號: 201110279464.7
• 申請日: 2011-09-20
• 公開（公告）號: CN102520614A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 賀湘宇;賀尚紅;榮見華;李旭宇;何志勇
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于主元特征的工程機械負載模式判別系統方法，包括如下步驟：

（1）采集工程機械各種狀態信號，包括液壓系統的壓力、流量、溫度，發動機轉速、水溫、機油壓力等信號，并通過信號變送器處理后，建立某負載模式下的樣本長度為????????????????????????????????????????????????、信號變量個數為信號樣本矩陣：

（2）數據預處理，在建立工程機械負載模式主元模型之前，需要對樣本矩陣進行歸一化處理，可以得到的標準化值為

其中，，分別表示第項變量的平均值和標準差，從而得到標準化矩陣

標準化矩陣被傳送到負載模式判別模塊，步驟（2）-（5）執行負載模式判別；

（3）建立工程機械負載模式主元模型，利用標準化處理后的數據，建立工程機械各類負載模式的主元模型，具體步驟為：

①獲得協方差矩陣

通過奇異值分解計算得到

當

其中，?是特征值矩陣，其特征值按遞減的順序排列，?與相對應特特征向量矩陣(負載矩陣)；

②獲得主元，構造一個的線性變換，線性變換矩陣為，該線性變換可以表達為

其中，?，?分別為的第1主元，第2主元，…，第主元；

③最優主元判別

為了保留最優的主元數目，可以將累積方差解釋能力被作為判定準則，其定義如下

其中，表示第各方差的解釋能力因子，?是前個主元的累積方差解釋能力的百分比，選取作為判別標準；

提取前個主元的解釋能力因子作為特征向量

作為負載模式特征向量；

（4）建立種目標負載模式下的主元特征向量故障庫，重復步驟（1）-（3）可獲得種目標負載模式的主元特征向量，構建目標負載模式向量庫

（5）負載模式分類，針對工程機械的某個待判別的負載模式，按照步驟（1）-（3）獲取該負載模式下的主元特征向量，與合并后得到新的集合

合并目標負載模式向量庫和待判別負載模式向量后，需要使用模糊聚類算法對新的集合進行分類，以判斷待判別的負載模式屬于哪一類目標負載模式，該分類算法步驟如下：

①初始化，令；

②運用模糊聚類迭代優化算法，將分成類，得到模糊分區矩陣；

③使用最大隸屬度法對進行硬化處理，得到硬化矩陣；

④如果中第列與第列在同一分區，即，說明待判別負載模式為第種目標負載模式，停止；否則，轉下一步；

⑤如果，說明無法在目標負載模式中找到與待判別負載模式匹配的負載模式，停止；否則，令，返回②。