石怀涛，　宋文丽，　张　珂，　谭　帅

基于改进核主元分析的故障检测

石怀涛1，宋文丽1，张珂1，谭帅2

（1.沈阳建筑大学机械工程学院，沈阳110168；
2.华东理工大学化工过程先进控制和优化技术教育部重点实验室，上海200237）

针对电主轴系统特点，提出基于改进核主元分析（KPCA）的故障检测方法，引入混合核函数的定义，将多项式核和径向基核的混合核方法与主元分析方法（PCA）相结合，解决采用单一核函数诊断故障时的高误诊率问题.首先对数据进行预处理，然后使用混合核函数对数据矩阵进行映射，映射到高维特征空间，使非线性数据变量变为线性数据变量，并使用PCA提取变量数据的高维空间相关特征确定主元个数，最后根据混合非线性主元特征计算出的T 2和Q统计量，实现在线故障检测.该方法改进传统核函数的选取方法，充分考虑工业过程中的非线性，更精确地描述工业过程特性，可以准确、有效地检测出电主轴系统故障.对田纳西-伊斯曼（TE）过程以及电主轴系统的应用实例证明该方法的可行性.

混合核函数；核主元分析；故障诊断；电主轴

Kreaycti wcaorbdilsit：y amnid xe fdeas kiebrilnietly o ffun tchteio inm；prkoevrendel me ptrhioncdip.al component analysis（KPCA）；fault diagnosis；motorized spindle

随着宇航、航天、汽车和模具加工等行业的飞速发展和技术进步，作为国防、航空、航天、能源、核、汽车、船舶、微电子等尖端及特殊制造领域所需高档加工母机的核心部件——高性能高速电主轴系统的应用越来越多.电主轴系统经常因各种不同形式的故障而影响正常工作，一旦发生高速主轴故障，必然导致整个电主轴系统……