常規(guī)主元分析故障診斷方法的改進及在線故障診斷的研究.pdf

1、隨著陸地上不可再生資源的不斷減少，探測和開發(fā)海洋資源顯得愈發(fā)重要，作為海洋高科技重要組成部分的水下機器人，自主性和安全性是其重要特征，由于水下環(huán)境復(fù)雜，為使水下機器人能安全地執(zhí)行水下探測和作業(yè)任務(wù)，研究水下機器人故障診斷技術(shù)是極為必要的，也是其智能化的重要體現(xiàn)。 傳感器是檢測水下機器人狀態(tài)的重要部件，傳感器故障診斷是保證水下機器人安全性的重要技術(shù)之一。傳感器故障會對水下機器人順利完成作業(yè)造成障礙，甚至?xí)?dǎo)致災(zāi)難性的后果和不可估價

2、的損失。 近年來，主元分析被廣泛地運用于多傳感器故障診斷。主元分析通過Q統(tǒng)計量圖和T2統(tǒng)計量圖與各個變量對SPE值的貢獻(xiàn)圖對傳感器進行故障監(jiān)測與故障識別。主元分析對傳感器進行故障診斷過程中，時常由于傳感器信號受到噪聲干擾，故障診斷診斷結(jié)果出現(xiàn)誤判現(xiàn)象。 本文針對噪聲干擾對主元分析的影響進行研究，分別對主元建模的傳感器信號與被故障診斷傳感器信號加入不同信噪比的噪聲干擾，通過主元累積貢獻(xiàn)圖與Q統(tǒng)計量圖和T2統(tǒng)計量圖研究噪聲干

3、擾對主元模型與故障診斷結(jié)果的影響。 本文針對傳感器信號去噪處理對主元分析的影響進行研究。利用小波理論對主元建模的傳感器信號與被故障診斷傳感器信號進行去噪處理，通過主元累積貢獻(xiàn)圖與Q統(tǒng)計量圖和T2統(tǒng)計量圖研究不同信噪比的噪聲干擾去噪后對主元模型與故障診斷結(jié)果的影響。 由于水下機器人工作條件惡劣，傳感器受到水流等多種干擾，利用常規(guī)主元分析故障診斷方法對水下機器人傳感器進行故障診斷時，噪聲干擾的存在無法保障主元模型的準(zhǔn)確性，故

4、障診斷過程會出現(xiàn)誤判現(xiàn)象，并且無法診斷傳感器故障是由噪聲干擾影響還是傳感器本身發(fā)生故障?；谛〔ㄈピ肱c主元分析故障診斷方法對傳感器信號小波去噪的信號預(yù)處理過程，避免噪聲信號對診斷結(jié)果的影響及誤判現(xiàn)象的出現(xiàn)，提高故障診斷結(jié)果的準(zhǔn)確性。以某型號水下機器人的傳感器數(shù)據(jù)為試驗數(shù)據(jù)，對常規(guī)主元分析故障診斷方法與基于小波去噪與主元分析故障診斷方法進行對比實驗研究，并通過實驗驗證基于小波去噪與主元分析故障診斷方法的可行。 本文針對水下機器人在