郭锦平,边若鹏

(海装北京局驻邯郸地区军事代表室,河北 邯郸 056002)

0 引 言

现代工业系统逐渐大型化、复杂化、综合化和智能化，故障诊断技术对监测系统正常运行、及时发现系统异常具有极其重要的意义。故障诊断过程主要包括[1-2]：故障检测、故障隔离和故障辨识。从上世纪70年代起，涌现出大量故障诊断技术，主要分为[3]：基于模型(Model-based)的故障诊断技术、基于知识(Knowledge-based)的故障诊断技术和数据驱动(Data-driven)故障诊断技术。随着信息处理和传感器技术的发展，数据驱动故障诊断技术得到了长足发展[1,4-8]，其直接以监控数据为基础，利用多元统计和模式识别等方法进行数据分析，从而实现故障检测、隔离和辨识[1,4-7]。

随着故障诊断技术研究的不断深入，针对故障诊断系统的仿真平台设计与研究也日益广泛。然而，当前故障诊断仿真平台研究[9-10]主要是基于模型的故障诊断平台。本文结合数据驱动故障诊断技术，在MATLAB GUIDE平台下，设计一种基于数据驱动的故障检测工具箱，给出工具箱的设计原理和模块结构。所设计的工具箱可针对监测数据特点，选择相应的数据驱动故障检测方法，有效地提高故障检测率。

1 数据驱动故障检测基本原理和方法

1.1 数据驱动故障检测基本原理

对于给定的系统，数据驱动故障检测方法基于每个观测向量设定阈值(Threshold)。若系统观测变量超出阈值，则认为发生了故障。该方法称为极限值检测法。定义误报率和漏检率如下：

定义1给定统计量J和阈值Jth，f=0代表无故障，称条件概率：