[发明专利]一种3D威亚系统编码器可重构性量化评价方法

说明书

本发明公开了一种3D威亚系统编码器可重构性量化评价方法，包括采集威亚控制系统编码器的运行数据，运用KPLS方法进行编码器数据的解析冗余分析，计算编码器实际输出和由KPLS模型计算值形成的残差，本发明可以在编码器发生故障时，迅速利用其冗余关系替换原有的传感器数据，避免了停机更换，可以平稳运行至演出结束。

技术领域

本发明涉及故障诊断与容错控制领域，尤其是涉及一种3D威亚系统编码器可重构性量化评价方法。

背景技术

3D威亚系统的编码器是保障其安全可靠运行的重要设备，若编码器具备了可重构性，则在编码器发生故障时可以利用编码器之间的冗余关系对故障编码器进行重构，从而保障设备的安全运行。鉴于此，本发明提出一种3D威亚系统编码器可重构性量化评价方法，通过量化评价编码器的冗余关系，判断设备在发生编码器故障时是否具备容错能力。

发明内容

一种3D威亚系统编码器可重构性量化评价方法，具体包括以下步骤：

S1、采集威亚控制系统编码器的运行数据θ_i，i＝1，2，…，6，运用KPLS方法进行编码器数据的解析冗余分析，具体如下：

设系统中有n个传感器s₁，s₂，…，s_n，其测量信息为x₁，x₂，…，x_n，若系统内传感器s_i存在冗余配置，即传感器s_i的测量数据可由系统中配置的其它传感器的测量数据数学表达，则应存在关系式

其中：x₁，x₂，…，x_i-1，x_i+1，…，x_m，m≤n为传感器的测量数据向量，为通过其它传感器测量数据拟合的第i个传感器数据x_i，g为解析冗余关系的描述函数；

设KPLS分析时过程输入数据矩阵为m个传感器组成的数据采集矩阵X＝[x₁，x₂，…，x_m]，过程输出变量为需要对其进行冗余分析的传感器s_i的采集数据；

鉴于KPLS算法是在映射数据均值为零的基础上得到的，所以需要对核矩阵K进行中心化处理，对于N×N维的核矩阵K，中心化过程如下式所示

其中：

当选取核函数后，可通过以下步骤完成KPLS算法

1)令j＝1，K_j＝K，Y_j＝Y；

2)随机初始化u_j，设u_j等于Y_j的任意一列；

3)计算输出空间变量的得分向量t_j＝K_ju_j，t_j←t_j/||t_j||；

4)计算输出空间变量的得分向量权值

5)循环计算输入空间变量的得分向量u_j＝Y_jq_j，u_j←u_j/||u_j||；

6)重复第2)～5)步，直到收敛；收敛的条件是t_j与t_j-1在允许的误差范围内相等；

7)依据下列公式更新矩阵K和Y