[發明專利]基于規范變量分析的船舶主機偶發性故障檢測方法及系統

在審

• 申請號: 202011173611.8
• 申請日: 2020-10-28
• 公開（公告）號: CN112229435A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 魏慕恒;張羽;邱伯華;李永杰;譚笑;薛晨
• 申請（專利權）人: 震兌工業智能科技有限公司
• 主分類號: G01D18/00
• 分類號: G01D18/00
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所(普通合伙) 11386
• 代理人: 侯永帥

本發明涉及一種基于規范變量分析的船舶主機偶發性故障檢測方法及系統，解決了現有船舶主機控制系統中傳感器偶發性故障難以準確檢測的技術問題。本發明的方法包括：在線采集船舶主機控制系統的傳感器的測量樣本；根據所述測量樣本計算規范變量狀態空間T_l²(k)和殘差空間T_e²(k)統計量；將規范變量狀態空間T_l²(k)和殘差空間T_e²(k)統計量與預設閾值進行比較，實現對船舶主機控制系統的偶發性故障檢測功能。

技術領域

本發明涉及船舶故障檢測領域，尤其涉及一種基于規范變量分析的船舶主機偶發性故障檢測方法及系統。

背景技術

近年來，隨著電子、信息等技術的高速發展，一種不同于傳統持續故障形式的特殊故障類型，即偶發性故障逐漸引起了人們的重視，偶發性故障是指一類持續時間有限，沒有外部補償措施仍然可以自行消失使系統重新恢復可接受性能的故障。

目前，對船舶主機控制系統的故障檢測已成為熱點研究課題。然而多年來，人們大多僅關注持續故障的檢測問題，而偶發性故障檢測問題研究較少。船舶主機控制系統由復雜電子電路構成，虛焊老化等都會導致控制電路松動進而引發控制器偶發性故障。此外，船舶主機控制系統運行環境復雜，傳感器易受震動、電磁干擾等影響，導致傳感器偶發性失效。

因此，現有技術中缺乏一種能夠對船舶主機控制系統的傳感器偶發性故障進行準確檢測的方法和系統。

發明內容

本發明旨在提供一種基于規范變量分析的船舶主機偶發性故障檢測方法及系統，用以解決現有船舶主機控制系統偶發性故障檢測的問題。

為了實現上述目的，本發明的實施方式提供如下技術方案：

在本發明的實施方式的第一方面中，提供了一種基于規范變量分析的船舶主機偶發性故障檢測方法，包括：

在線采集船舶主機控制系統的傳感器的測量樣本；

根據所述測量樣本計算規范變量T_l²(k)和殘差空間T_e²(k)統計量；

將規范變量狀態空間T_l²(k)和殘差空間T_e²(k)統計量與預設閾值進行比較，以判斷船舶主機控制系統是否存在偶發性故障。

進一步地，所述的基于規范變量分析的船舶主機偶發性故障檢測方法，其特征在于，還包括建模步驟：

采集船舶主機控制系統的傳感器在正常工況下的測量樣本x，k時刻的測量樣本記為x(k)，x(k)為m維列向量，m為傳感器個數，建模過程共采集N個時刻的N組測量樣本；

確定所述正常工況下的測量樣本數據的未來觀察窗口長度f，過去觀察窗口長度p，f和p為非零整數，且f＞p；

將所述正常工況下的測量樣本表達為：過去信息向量x_p(k)，未來輸出信息向量x_f(k)：

x_p(k)＝[x^T(k-1),…,x^T(k-p)]^T

x_f(k)＝[x^T(k+1),…,x^T(k+f)]^T

其中，k＝1,2,3...N。