[發(fā)明專利]船舶主機(jī)控制系統(tǒng)偶發(fā)性故障檢測(cè)方法及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011176457.X
• 申請(qǐng)日: 2020-10-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112199781A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邱伯華;魏慕恒;張羽;張瑞;朱慧敏;劉學(xué)良
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 震兌工業(yè)智能科技有限公司
• 主分類號(hào): G06F30/15
• 分類號(hào): G06F30/15;G06F30/20;G06K9/62
• 代理公司: 北京天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11386
• 代理人: 侯永帥

本發(fā)明涉及一種船舶主機(jī)控制系統(tǒng)偶發(fā)性故障檢測(cè)方法及系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有船舶主機(jī)控制系統(tǒng)中傳感器偶發(fā)性故障難以準(zhǔn)確檢測(cè)的技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明的方法包括：在線采集船舶主機(jī)控制系統(tǒng)的傳感器的測(cè)量樣本；根據(jù)所述測(cè)量樣本計(jì)算平方預(yù)測(cè)誤差SPE和霍特林T²統(tǒng)計(jì)量；將平方預(yù)測(cè)誤差SPE和霍特林T²統(tǒng)計(jì)量與預(yù)設(shè)閾值進(jìn)行比較，實(shí)現(xiàn)對(duì)船舶主機(jī)控制系統(tǒng)的偶發(fā)性故障檢測(cè)功能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及船舶故障檢測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種船舶主機(jī)控制系統(tǒng)偶發(fā)性故障檢測(cè)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

近年來(lái)，隨著電子、信息等技術(shù)的高速發(fā)展，一種不同于傳統(tǒng)持續(xù)故障形式的特殊故障類型，即偶發(fā)性故障逐漸引起了人們的重視，偶發(fā)性故障是指一類持續(xù)時(shí)間有限，沒(méi)有外部補(bǔ)償措施仍然可以自行消失使系統(tǒng)重新恢復(fù)可接受性能的故障。

目前，對(duì)船舶主機(jī)控制系統(tǒng)的故障檢測(cè)已成為熱點(diǎn)研究課題。然而多年來(lái)，人們大多僅關(guān)注持續(xù)故障的檢測(cè)問(wèn)題，而偶發(fā)性故障檢測(cè)問(wèn)題研究較少。船舶主機(jī)控制系統(tǒng)由復(fù)雜電子電路構(gòu)成，虛焊老化等都會(huì)導(dǎo)致控制電路松動(dòng)進(jìn)而引發(fā)控制器偶發(fā)性故障。此外，船舶主機(jī)控制系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜，傳感器易受震動(dòng)、電磁干擾等影響，導(dǎo)致傳感器偶發(fā)性失效。

因此，現(xiàn)有技術(shù)中缺乏一種能夠?qū)Υ爸鳈C(jī)控制系統(tǒng)的傳感器偶發(fā)性故障進(jìn)行準(zhǔn)確檢測(cè)的方法和系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提供一種船舶主機(jī)控制系統(tǒng)偶發(fā)性故障檢測(cè)方法及系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有船舶主機(jī)控制系統(tǒng)偶發(fā)性故障檢測(cè)的問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的實(shí)施方式提供如下技術(shù)方案：

在本發(fā)明的實(shí)施方式的第一方面中，提供了一種船舶主機(jī)控制系統(tǒng)偶發(fā)性故障檢測(cè)方法，包括：

在線采集船舶主機(jī)控制系統(tǒng)的傳感器的測(cè)量樣本；

根據(jù)所述測(cè)量樣本計(jì)算平方預(yù)測(cè)誤差SPE和霍特林T²統(tǒng)計(jì)量；

將平方預(yù)測(cè)誤差SPE和霍特林T²統(tǒng)計(jì)量與預(yù)設(shè)閾值進(jìn)行比較，以判斷船舶主機(jī)控制系統(tǒng)是否存在偶發(fā)性故障。

進(jìn)一步地，所述的船舶主機(jī)控制系統(tǒng)偶發(fā)性故障檢測(cè)方法，還包括建模步驟：

采集船舶主機(jī)控制系統(tǒng)的傳感器在正常工況下的測(cè)量樣本x，k時(shí)刻的測(cè)量樣本記為x(k)，x(k)為m維列向量，m為傳感器個(gè)數(shù)，建模過(guò)程共采集N個(gè)時(shí)刻的N組測(cè)量樣本；

對(duì)所述正常工況下的測(cè)量樣本進(jìn)行時(shí)延處理構(gòu)造為擴(kuò)增測(cè)量矩陣：

其中，d是時(shí)延樣本長(zhǎng)度，x^T(k)代表k時(shí)刻的在線采集的測(cè)量樣本的轉(zhuǎn)置，k＝1-d,2-d,3-d...N；

將所述的擴(kuò)增測(cè)量矩陣X的各列標(biāo)準(zhǔn)化為零均值單位方差，得到測(cè)量矩陣。

進(jìn)一步地，所述建模步驟還包括：對(duì)所述測(cè)量矩陣的協(xié)方差矩陣S進(jìn)行特征值分解，表達(dá)為：

其中為對(duì)角矩陣包含了協(xié)方差矩陣S的m×(d+1)個(gè)特征值，并以降序排列，為對(duì)應(yīng)的特征向量矩陣。

進(jìn)一步地，所述建模步驟還包括：根據(jù)所述對(duì)角矩陣和特征向量矩陣按累積方差貢獻(xiàn)率準(zhǔn)則確定主成分個(gè)數(shù)l，其中所述對(duì)角矩陣和特征向量矩陣P進(jìn)一步表達(dá)為：