[发明专利]一种基于数据包络分析的故障诊断方法

说明书

本发明涉及一种基于数据包络分析的故障诊断方法，其特征在于包括如下步骤：录入多组原始测试数据；对多组原始测试数据进行时间对齐处理，生成多组原始测试数据的包络上、下线；输入需要诊断的测试数据；判断测试数据是否在包络上、下线的包络区域内，如果在包络区域内，则判定为合格，如果存在位于包络区域外的数据，则判定为故障。本发明根据运载火箭积累的大量历史数据，进行系统的历史数据包络分析，有效解决了传统故障故障诊断方法的建模瓶颈，解决了传统故障树建模复杂且工作量大的难题。

技术领域

本发明涉及一种基于数据包络分析的故障诊断方法，属于故障诊断领域。

背景技术

运载火箭在测试和发射过程中，需要使用故障诊断系统对其进行状态监测，传统的故障诊断方法大多是采用基于故障树的诊断方法。在建立对象故障树模型的基础上，在对象实际运行时，采用故障搜寻方法来搜寻故障树，并完成故障诊断。

常用的故障搜寻方法有逻辑推理法(采用从上而下的搜寻方法，从故障树顶事件开始，先测试最初的中间事件，再根据中间事件的测试结果去测试下一级中间事件，直至测试底事件，完成故障诊断)与最小割集法(逐个测试故障树中与故障模式相对应的最小割集，完成故障诊断)两种。

故障树诊断法具有诊断方式直观简单的优点，但建造正确全面的故障树是故障树诊断法的核心与关键,而故障树建模恰恰是故障诊断的瓶颈，通常需要非常全面的故障树分析才能建立系统完善的故障树，而且工作量巨大，需要消耗大量的人力物力，而且一旦故障树建立不正确或不全面，则故障树诊断法将在很大程度上失效。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于数据包络分析的故障诊断方法，突破了传统故障诊断方法的建模瓶颈，通过数据包络分析方法可以自动生成数据包络线，进行测试数据的实时比对，完成故障参数检测和故障定位功能。

本发明目的通过如下技术方案予以实现：

提供一种基于数据包络分析的故障诊断方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)录入多组原始测试数据；

(2)对多组原始测试数据进行时间对齐处理，生成多组原始测试数据的包络上、下线；

(3)输入需要诊断的测试数据；

(4)判断测试数据是否在包络上、下线的包络区域内，如果在包络区域内，则判定为合格，如果存在位于包络区域外的数据，则判定为故障。

优选的，所述步骤(2)中生成多组原始测试数据的包络上、下线方法为：对于任意时刻t，取多组原始测试数据中最大值，形成包络上线；取多组原始测试数据中最小值，形成包络下线；

优选的，步骤(1)中录入多组原始测试数据，并建立MySQL数据库的数据库实例；把MySQL数据库实例中的数据导入到Hive工具中；由Hive工具实现多组原始测试数据进行时间对齐处理以及生成多组原始测试数据的包络上、下线。

优选的，利用Hive中的开源组件sqoop执行导入任务。

优选的，所述步骤(2)中对多组原始测试数据进行时间对齐处理，生成多组原始测试数据的包络上、下线的具体方法为：将采样时间划分为N个时间相等的区间，取每个区间的多组原始测试数据的最大值，进行直线拟合形成包络上线；取每个区间的多组原始测试数据中的最小值，进行直线拟合形成包络下线。

优选的，所述步骤(2)中对多组原始测试数据进行时间对齐处理，生成多组原始测试数据的包络上、下线的具体方法为：对多组原始测试数据分别进行拟合获得多条拟合曲线；选择一组采样数据作为基准，计算该组采样数据每个采样时刻对应多条拟合曲线上各点的最大值，进行拟合，形成包络上线；计算该组采样数据每个采样时刻对应多条拟合曲线上各点的最小值，进行拟合，形成包络下线。