[发明专利]基于双基线的低速柴油机经济性分析方法及系统

权利要求书

1.一种基于双基线的低速柴油机经济性分析方法，其特征在于，包括如下步骤：

离线训练步骤，选择历史健康样本数据作为离线训练的输入数据，构建低速柴油机经济性评估基线和经济性关联部件健康基线；其中，构建经济性关联部件健康基线包括下述步骤：

选择历史健康样本数据的转速s(n)与低速柴油机经济性相关的各关联部件系统状态参数，构建第n个样本的经济性关联部件观测向量全集作为网络的输入向量其中，为船舶在航中的平稳运行过程采样时间范围中用于SOM网络训练的采样时刻集合，s(n)为转速，x₁(n),x₂(n),…,x_m(n)与转速s(n)相对应，表示m个与低速柴油机经济性相关的各关联部件系统的状态参数；

根据输入向量的第j个权重向量W_j(n)得到全集权重向量W_j；其中，W_j(n)＝[w_j1(n),w_j2(n),...,w_j，1+m(n)]^T,j＝1,...,k，k为SOM网络训练的神经元个数；

计算输入向量与权重向量的欧式距离，找到距离最小的点，作为最佳匹配节点W_c；

采用调整权重，得到调整后的全集权重向量；其中，t为迭代步骤，α为学习速率，为以最佳匹配节点W_c为中心的优胜邻域内第j个神经元与最佳匹配节点W_c之间的拓扑距离函数；

进行SOM网络的迭代训练，当收敛时结束训练，将训练好的SOM网络作为经济性关联部件健康基线；

在线分析步骤，根据监测数据进行在线经济性状态分析，当经济性状态正常时，结束；当经济性状态异常时，进行健康状态分析；所述经济性状态分析包括基于低速柴油机经济性评估基线进行燃油经济性分析得到低速柴油机燃油经济性状态结果；所述健康状态分析包括基于经济性关联部件健康基线进行低速柴油机经济性关联部件的健康状态分析。

2.根据权利要求1所述的基于双基线的低速柴油机经济性分析方法，其特征在于，构建低速柴油机经济性评估基线包括下述步骤：

根据历史健康样本数据的转速s(n)与燃油消耗率测量值g_e(n)，建立二维测量关联关系；

拟合获得“转速-燃油消耗率”关系，得到低速柴油机燃油经济性评估基线

其中，表示在航平稳运行过程采样时间范围中的第n个样本。

3.根据权利要求1-2之一所述的基于双基线的低速柴油机经济性分析方法，其特征在于，所述离线训练步骤中的历史健康样本数据通过下述步骤选取：

得到历史时间长度T内所有的无故障数据，记为N个健康样本，组成低速柴油机监测参数观测向量X，

X(n)＝[s(n),g_e(n),x₁(n),x₂(n),…,x_m(n)]^T,n＝1,...,N

s(n)为转速，g_e(n)为燃油消耗率；x₁(n),x₂(n),…,x_m(n)表示m个与经济性相关的各关联部件系统的状态参数；

在N个健康样本中选择出转速大于0的稳定在航的样本；

去除在航期间与转速相关的燃油消耗率奇异值，找到在航平稳运行过程范围采样时间范围获得平稳运行过程中的燃油消耗率g_e(n),s＞0得到第n个稳定工况监测采样点处与经济性相关的低速柴油机监测参数观测向量