基于核主成分分析的空调系统传感器故障监测与诊断.docx

摘要：近几年，随着建筑向着现代化、智能化方向发展，空调系统内部结构和产品类型也逐渐变得复杂。对于复杂的空调系统而言，通过人为排查是很难对其中的各种故障问题进行快速而有效的监测和诊断。系统故障问题诊断，可以减少能源利用过程中的损耗以及提高能源的利用率；另外一方面也可以极大缩短工作人员的监测和诊断时间，对于现代社会的发展而言具有重要的研究意义。

在设计过程中，本文简要分析了现有诊断方法的优缺点，并对非线性故障问题进行了有效的处理。本课题的研究对象是一次回风定风量暖通空调系统。对空调系统中四种类型的传感器故障偏差、漂移、精度下降和完全失效进行了仿真研究。首先通过MATLAB仿真软件搭建正常运行的核主元分析法的数学模型，然后利用获取的空调系统传感器数据，对测量数据进行监测，然后与在正常条件运行下的数据进行比较，从而达到对故障进行监测和诊断的目的。通过计算SPE和T²统计量，实现对系统传感器的故障进行在线的监测和诊断。仿真结果表明，该方法能够行之有效的将故障类型识别出来。本文所做的工作为空调系统传感器故障检测和诊断研究提供了有效地理论依据。

关键词：空调系统，核主成分分析法，传感器，故障检测和诊断

目录

摘要

Abstract

第一章  绪  论-1

1.1 空调系统故障诊断的研究背景及意义-1

1.2国内外空调传感器故障检测与诊断技术发展研究现状-1

1.3课题的研究目的以及主要工作-2

1.3.1 课题的研究目的-2

1.3.2课题的主要工作-3

第二章  核主元分析法的基本理论-4

2.1核主元分析法的基本介绍-4

2.2核主元分析法的数学建模过程-4

2.3核主元分析法的基本算法-4

2.3.1核主元分析法的主元提取-5

2.3.2核主元分析法的归一化处理-7

2.4核主元分析法的数学建模-8

2.4.1系统核主元模型的搭建步骤-8

2.4.2系统核主元模型的搭建流程-10

2.5本章小结-11

第三章  基于核主元分析法的故障监测和识别-12

3.1定风量暖通空调系统-12

3.2定风量空调系统的故障综述-12

3.2.1系统故障图示分析-12

3.2.2系统故障分类-13

3.3空调系统传感器故障监测-14

3.4空调系统传感器故障识别-15

3.5故障诊断流程-16

3.6本章小结-18

第四章  定风量空调系统故障检测和诊断的仿真研究-19

4.1空调系统的数据采集-19

4.2核主元分析法的故障监测和诊断能力的仿真研究-20

4.2.1空调系统传感器的偏差故障-20

4.2.2空调系统传感器的漂移故障-22

4.2.3空调系统传感器的精度等级下降故障-23

4.2.4空调系统传感器的完全故障-25

4.3本章小结-26

第五章  结论和展望-27

5.1 课题总结-27

5.2课题展望-27

参考文献-29

致谢-31