基于超球支持向量機的船舶高溫淡水系統(tǒng)狀態(tài)評估.pdf

1、本文以船舶高溫淡水系統(tǒng)作為研究對象，評估其性能退化階段的狀態(tài)，即未發(fā)生明顯故障之前的階段。考慮到船舶高溫淡水系統(tǒng)受外界環(huán)境因素影響較大的特點，選取各設(shè)備的出口參數(shù)作為評估參數(shù)，利用超球支持向量機建立超球評估模型，對其進行實時狀態(tài)評估。
　　首先，對比分析當前應(yīng)用比較廣泛的狀態(tài)評估方法，考慮船舶高溫淡水系統(tǒng)子設(shè)備較多、系統(tǒng)參數(shù)較多、樣本數(shù)據(jù)以非線性居多等特點，選取適合處理小樣本、非線性、多維模式識別問題的超球支持向量機作為評估方法。

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　　其次，針對超球支持向量中訓(xùn)練樣本以及核函數(shù)的確定問題進行深入研究分析。對于訓(xùn)練樣本的獲取，本文利用船舶高溫淡水系統(tǒng)中各子設(shè)備的進口參數(shù)和性能方程來獲取。其中，各設(shè)備性能方程通過實驗的方式獲得:板式換熱器的換熱特征方程、阻力特征方程由等流速法獲取;離心泵的Q-H性能方程利用最小二乘法獲取。之后利用實測數(shù)據(jù)對各設(shè)備性能方程進行誤差分析，得到訓(xùn)練樣本的理想范圍。對于核函數(shù)，本文選取具有解析性好、便于理論分析等優(yōu)點的高斯核作為核函數(shù)

3、，分別在核參數(shù)σ為0.5、2、3、5、7、10時對同一數(shù)據(jù)樣本建模，分析支持向量數(shù)量、分類效果、球面形狀等方面，綜合考慮超球模型敏感性、穩(wěn)定性的要求，確定核參數(shù)σ取為5時，適合用于系統(tǒng)級狀態(tài)評估。
　　最后，利用上述結(jié)果建立起完整的船舶高溫淡水系統(tǒng)狀態(tài)評估模型，對三個不同的工況A、B、C進行狀態(tài)評估。其中工況A和工況B無故障，只是運行參數(shù)不同;工況C存在離心泵出口泄漏故障，是利用離心泵放氣旋塞模擬實現(xiàn)的。最終評估結(jié)果:健康值FA≈