[發(fā)明專利]一種基于多重T方控制圖的高速列車間歇故障檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811250111.2
• 申請日: 2018-10-25
• 公開（公告）號: CN109325310B
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周東華;趙英弘;何瀟;盧曉;鐘麥英;王友清;王建東
• 申請（專利權(quán)）人: 山東科技大學(xué)
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G01M17/08
• 代理公司: 青島智地領(lǐng)創(chuàng)專利代理有限公司 37252
• 代理人: 種艷麗

1.一種基于多重T方控制圖的高速列車間歇故障檢測方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟1：離線訓(xùn)練；具體包括如下步驟：

步驟1.1：構(gòu)造正常工況測量矩陣：

[X₁,X₂,…,X_k,…,X_N]∈R^m×N；

其中，X_k∈R^m×1為列向量；m為所檢測的系統(tǒng)包含的傳感器個(gè)數(shù)；N為每個(gè)傳感器包括的獨(dú)立采樣個(gè)數(shù)；

步驟1.2：計(jì)算訓(xùn)練數(shù)據(jù)的樣本均值和協(xié)方差矩陣S，即

步驟1.3：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或通過分析歷史故障數(shù)據(jù)，給出高速列車關(guān)鍵系統(tǒng)間歇故障的方向ξ_q、故障幅值下界故障持續(xù)時(shí)間下界和故障消失時(shí)間下界并計(jì)算下式：

其中，W^*和W^#為兩個(gè)時(shí)間窗口；W＝1,2,…,W^#；為理論上對故障發(fā)生檢測延遲的上界；為理論上對故障消失檢測延遲的上界；

步驟1.4：根據(jù)給定的置信水平α，對時(shí)間窗口W＝1,2,…,W^#，分別計(jì)算即

其中，F(xiàn)_a(p,N-p)為自由度為p,N-p的F分布置信水平為α?xí)r的上分位數(shù)，記δ²＝δ₁²；

步驟2：在線故障檢測；具體包括如下步驟：

步驟2.1：在線采集新測量樣本并對時(shí)間窗口W＝1,2,…,W^#，實(shí)時(shí)計(jì)算每個(gè)T方控制圖的統(tǒng)計(jì)量即

步驟2.2：對時(shí)間窗口W＝1,2,…,W^#，實(shí)時(shí)更新每個(gè)T方控制圖的報(bào)警時(shí)刻：故障發(fā)生報(bào)警和故障消失報(bào)警即

步驟2.3：在線排除誤報(bào)，具體包括如下步驟：

步驟2.3.1：若對W＝W^#，下式不成立

則重新開始步驟2；否則執(zhí)行步驟2.4；

步驟2.3.2：若存在W∈[W^*,W^#]使得(1)式不成立，則重新開始步驟2；否則執(zhí)行步驟2.4；步驟2.3.3：若存在W,W′∈[W^*,W^#]使得下式成立

其中為空集，則重新開始步驟2，否則執(zhí)行步驟2.4；

步驟2.4：選擇時(shí)間窗口，具體包括如下步驟：

步驟2.4.1：依次檢驗(yàn)W＝{W^*,…,1}，若(1)式不成立，則置W^o＝W+1；否則W^o＝1；

步驟2.4.2：依次檢驗(yàn)W＝{W^*,…,W^o}，若存在W′∈(W,W^#]，使得(2)式成立，則重置W^o＝W+1；步驟2.4.3：對W＝{W^*,…,W^o}，計(jì)算

步驟2.4.4：依次檢驗(yàn)W＝{W^*,…,W^o}，若存在W′∈(W,W^#]使得下式成立，則重置W^o＝W+1；

步驟2.5：間歇故障發(fā)生及消失時(shí)間推斷，具體包括如下步驟：

步驟2.5.1：計(jì)算間歇故障發(fā)生及消失時(shí)間的最終推斷μ_q,和ν_q,即

步驟2.5.2：推斷此次間歇故障在時(shí)刻內(nèi)發(fā)生，在時(shí)刻內(nèi)消失。