[发明专利]一种基于典型变量分析的液压系统早期故障动态检测方法

权利要求书

1.一种基于典型变量分析的液压系统早期故障动态检测方法，其特征在于，所述方法包括：

实时获取预设时间段内采集液压系统的液压系统工作参数作为样本数据集，液压系统工作参数包括：泵后滑油压力、过滤器前滑油压力、过滤器后滑油压力和过滤器后滑油温度；

将所述样本数据集中的样本数据进行标准化数据预处理操作，获得预处理后的样本数据集；

根据所述预处理后的样本数据集，构建在k时刻相邻的观测向量y_p,k和观测向量y_f,k，以及观测向量y_p,k对应的观测矩阵Y_p和观测向量y_f,k对应的观测矩阵Y_f；

根据观测矩阵Y_p和观测矩阵Y_f，分析所述观测矩阵Y_p的协方差∑_pp、所述观测矩阵Y_f的协方差∑_ff以及所述观测矩阵Y_p和所述观测矩阵Y_f的互协方差∑_fp；

根据所述协方差∑_pp、所述协方差v_ff以及所述互协方差∑_fp进行汉克尔矩阵H的奇异值分解，获得奇异值分解结果；

根据所述奇异值分解结果和所述观测矩阵Y_p的协方差∑_pp进行分析，确定投影矩阵J_x和F；

根据所述投影矩阵J_x和F，将观测向量y_p,k划分为两个正交子空间，构建具有相关性的状态子空间z_k，其余为残差子空间e_k；

根据状态子空间z_k和残差子空间e_k，分析在k时间点时的Hotelling's T²的值和Q统计量Q_k；

将所述Hotelling's T²的值和Q统计量Q_k与预设的门限值T_UCL²和Q_UCL进行比较，当或Q_k＞Q_UCL时，判定当前液压系统为故障状态，否则，当前液压系统为正常状态。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数据标准化预处理操作表达式为：

其中，μ为随机变量的均值向量，μ＝[μ₁,…,μ_i,…,μ_n]，μ_i为第i个随机变量的均值，i∈1,2,…,n，n为样本数据集中的样本数据个数；D_σ为随机变量的方差矩阵，为第i个随机变量的方差，x为样本数据，X为预处理后的样本数据。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述预处理后的样本数据集，构建在k时刻相邻的观测向量y_p,k和观测向量y_f,k，以及观测向量y_p,k对应的观测矩阵Y_p和观测向量y_p,k对应的观测矩阵Y_f，包括：

根据所述预处理后的样本数据集，在k时刻相邻的两组观测向量y_p,k和y_f,k的分析公式分别为：

其中，p和f分别是两组观测向量y_p,k和y_f,k的长度，y_k为时刻k的样本数据，q为时间窗口中的滞后量，为实数，m为时间窗口的长度；

将两组观测向量y_p,k和y_f,k分别定义为列矩阵形式，得到两组观测矩阵Y_p和Y_f，观测矩阵Y_p和Y_f的表达式分别为：

其中，M为观测矩阵的列数，M＝n-2q+1，n为样本数据集中的样本数据个数。