[发明专利]一种基于主元特征的工程机械负载模式判别方法

摘要

本发明提供了一种基于主元特征的工程机械负载模式判别系统方法，所述的负载模式判别方法包括以下步骤：采集工程机械各种状态信号、数据预处理、建立工程机械负载模式主元模型、建立种目标负载模式下的主元特征向量故障库、负载模式分类。本发明适用范围广，具有良好的负载模式判别效果，能够广泛的应用于各类工程机械的负载模式判别。

主权项

1.一种基于主元特征的工程机械负载模式判别系统方法，包括如下步骤：（1）采集工程机械各种状态信号，包括液压系统的压力、流量、温度，发动机转速、水温、机油压力等信号，并通过信号变送器处理后，建立某负载模式下的样本长度为、信号变量个数为信号样本矩阵：（2）数据预处理，在建立工程机械负载模式主元模型之前，需要对样本矩阵进行归一化处理，可以得到的标准化值为其中，，分别表示第项变量的平均值和标准差，从而得到标准化矩阵标准化矩阵被传送到负载模式判别模块，步骤（2）-（5）执行负载模式判别；（3）建立工程机械负载模式主元模型，利用标准化处理后的数据，建立工程机械各类负载模式的主元模型，具体步骤为：①获得协方差矩阵通过奇异值分解计算得到当其中，是特征值矩阵，其特征值按递减的顺序排列，与相对应特特征向量矩阵(负载矩阵)；②获得主元，构造一个的线性变换，线性变换矩阵为，该线性变换可以表达为其中，，分别为的第1主元，第2主元，…，第主元；③最优主元判别为了保留最优的主元数目，可以将累积方差解释能力被作为判定准则，其定义如下其中，表示第各方差的解释能力因子，是前个主元的累积方差解释能力的百分比，选取作为判别标准；提取前个主元的解释能力因子作为特征向量作为负载模式特征向量；（4）建立种目标负载模式下的主元特征向量故障库，重复步骤（1）-（3）可获得种目标负载模式的主元特征向量，构建目标负载模式向量库（5）负载模式分类，针对工程机械的某个待判别的负载模式，按照步骤（1）-（3）获取该负载模式下的主元特征向量，与合并后得到新的集合合并目标负载模式向量库和待判别负载模式向量后，需要使用模糊聚类算法对新的集合进行分类，以判断待判别的负载模式属于哪一类目标负载模式，该分类算法步骤如下：①初始化，令；②运用模糊聚类迭代优化算法，将分成类，得到模糊分区矩阵；③使用最大隶属度法对进行硬化处理，得到硬化矩阵；④如果中第列与第列在同一分区，即，说明待判别负载模式为第种目标负载模式，停止；否则，转下一步；⑤如果，说明无法在目标负载模式中找到与待判别负载模式匹配的负载模式，停止；否则，令，返回②。