[发明专利]一种复杂工况下非高斯过程的悬浮系统的故障检测方法

权利要求书

1.一种复杂工况下非高斯过程的悬浮系统的故障检测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤S100：根据磁浮列车的悬浮系统的工况特点，将磁浮列车的悬浮系统的工作状态分为若干个工况并建立工况的切换规则；其中，所述磁浮列车的悬浮系统的工作状态包括悬浮静止、正线运行和出入库运行，所述工况的切换规则包括当车辆速度为0，悬浮间隙值为6到12之间时，将所述磁浮列车的悬浮系统的工作状态切换为悬浮静止状态；当车辆速度为0到100之间，悬浮间隙值为6到14之间，且在正线上运行时，将所述磁浮列车的悬浮系统的工作状态切换为正线运行状态；当车辆速度为0到20之间，悬浮间隙值为6到14之间，且不在正线上运行时，将所述磁浮列车的悬浮系统的工作状态切换为出入库运行状态；

步骤S200：获得所有工况下的若干个样本，根据工况的判断规则判断各样本所属工况，将同一工况下的样本构成输入向量和输出向量，再通过典型相关分析方法和Box-Cox变换建立磁浮列车的悬浮系统的所有工况的故障检测模型；

步骤S300：获取磁浮列车的悬浮系统的监测数据并判断当前工况，切换到当前工况故障检测模型，通过典型相关分析方法和Box-Cox变换后通过当前工况故障检测模型判断磁浮列车的悬浮系统状态；

所述步骤S200具体为：

步骤S210：获得所有工况下的若干个样本，根据工况的判断规则判断各样本所属工况，将同一工况下的样本构成输入向量和输出向量；

步骤S220：将输入向量和输出向量去中心化得到去中心化输入向量和去中心化输出向量；

步骤S230：得到去中心化输入向量和去中心化输出向量的输入协方差、输出协方差和输入输出互协方差；

步骤S240：根据输入协方差、输出协方差和输入输出互协方差得到残差矢量；

步骤S250：使用残差矢量构建二次形式统计量，即建立步骤S210所确定的所属工况的典型相关分析方法的故障检测模型；

步骤S260：通过Box-Cox变换将二次形式统计量的分布转换为高斯分布得到高斯分布下的距离阈值；

所述步骤S300具体为：

步骤S310：获取磁浮列车的悬浮系统的监测数据并判断当前工况，并得到当前时刻的输入量和输出量；

步骤S320：切换到当前工况的故障检测模型后，得到去输入量和输出量的输入协方差、输出协方差和输入输出互协方差；

步骤S330：根据输入协方差、输出协方差和输入输出互协方差得到当前时刻的残差；

步骤S340：使用当前时刻的残差计算出当前时刻的二次形式统计量；

步骤S350：通过Box-Cox变换将当前时刻的二次形式统计量转换为高斯分布下的当前时刻的距离；

步骤S360：根据当前工况故障检测模型的距离阈值和所述当前时刻的距离判断磁浮列车的悬浮系统状态。

2.根据权利要求1所述的复杂工况下非高斯过程的悬浮系统的故障检测方法，其特征在于，所述步骤S240中残差矢量的计算公式为：

其中，Γ＝(γ₁，...，γ_l)，R＝(r₁，...，r_m)，为残差矢量主要成分的秩，为典型相关系数，γ_i，i＝1，...，l和r_j，j＝1，...，m为相应的奇异向量，l为输入样本的维数，m为输出样本的维数，r为残差矢量，X为去中心化输入向量，Y为去中心化输出向量∑_x为去中心化输入向量和去中心化输出向量的输入协方差、∑_y为去中心化输入向量和去中心化输出向量的输出协方差。

3.根据权利要求2所述的复杂工况下非高斯过程的悬浮系统的故障检测方法，其特征在于，所述步骤S250中典型相关分析方法的故障检测模型为：

Q＝r^Tr (12)

其中，Q为二次形式统计量。