[发明专利]一种基于信息融合与灰色关联度的故障诊断方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于信息融合与灰色关联度的故障诊断方法及系统，包括采集发动机故障时的尾气成分样本；根据系统工程方法论计算所述样本中的计算静、动态权重系数；利用证据理论方法将所述尾气成份的权重系数进行融合计算，获得各尾气成份的综合动态权重系数；基于动态权重的灰色关联度算法计算出各样本的发动机故障关联度区间；发动机故障判断时，采集尾气成分的小样本数据，计算出关联度，与所述发动机故障的关联区间相比较，诊断发动机故障类型。本发明方法能够在只拥有尾气成份小样本数据的前提下，利用灰色关联度快速准确的判断出发动机故障类型。

技术领域

本发明内燃发动机故障诊断技术的技术领域，尤其涉及一种基于信息融合与灰色关联度的故障诊断方法及系统。

背景技术

根据控制学划分信息成白色系统信息、黑色系统信息和灰色系统信息，具体划分条件信息能够明确、不能明确、部分明确与部分不能明确。在1982年灰色系统理论在《系统与控制通讯》中表示，经过了不断的改善和发展，灰色系统做到了在信息技术行业算得上是相对完整的理论体系。在研究开发灰色系统时，主要是通过对部分知道的信息样本或者一些不确定性的系统进行研究，利用掌握的信息进行开发合成，从而获取最有用的价值信息，完成整体系统的运行和发展，掌握好整体变化规律的方向。

在灰色系统主要起到基础作用的是灰色关联，灰色关联是针对两种事物之间的不确定关联，或两种因素之间的不确定关联，在灰色系统中灰色关联既是基本内容也是整个组织重要的组成成分。

在灰色系统理论中灰色关联度理论占着重要的组成成分，是80年代中国学者首次提出的一种新的系统理论，它使用特定方法来描述信息不完整的系统。与其他统计学法相比较，灰色关联度理论计算法具有计算量小的功能，在数据处理上又能够做到准确有效。

灰色关联度理论在国内发动机研究领域中的应用比较广泛和深入。上海交通大学的张红和李柱国等人在磨合油选用定性分析的基础上，对其铁元素浓度序列和磨损度序列进行A型关联度、绝对关联度和B型关联度分析，分析结果表明磨合序列的灰色关联度分析为磨合油的选用提供了一种定量分析方法。陈士玮等人以16V280ZJA型柴油机油液理化检测结果为例，应用灰色关联度计算了参数之间的关联度和关联序，节省了指标检验的成本和时间。但是在《汽车尾气分析与发动机故障诊断的研究》中，只是给出了各尾气成分的高低的大概念，不具备数据的直观可视化，对于小样本数据很难给出准确的判断。因此准确、快速的获取方法并对快速、准确的计算方法进行研究就显得尤为重要。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述现有内燃发动机故障诊断存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明解决的技术问题是：现有的计算方法存在计算不准确或者计算过程繁琐的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：采集发动机故障时的尾气成分样本；根据系统工程方法论计算所述样本中的计算静、动态权重系数；利用证据理论方法将所述尾气成分的权重系数进行融合计算，获得各尾气成分的综合动态权重系数；基于动态权重的灰色关联度算法计算出的发动机故障关联度区间；发动机故障判断时，采集尾气成分的小样本数据，计算出关联度，与所述发动机故障的关联度区间相比较，诊断发动机故障类型。

作为本发明所述的基于信息融合与灰色关联度的故障诊断方法的一种优选方案，其中：所述系统工程方法论计算样本中的计算静、动态权重系数包括，所述系统工程方法论包括主成分分析法、熵权法以及层次分析法，其中主成分分析法计算主成分分析权重，熵权法计算熵权法权重，层次分析法计算层次分析法权重。