牛艺春,刘诗洋,高 明,盛 立

(中国石油大学(华东)控制科学与工程学院,山东青岛 266580)

1 引言

随着现代工业对机器安全性与可靠性的不断重视,故障检测技术受到了学术界的广泛关注,在过去几十年里涌现出了丰硕的研究成果[1-5].纵观现有的研究成果,定量分析的故障检测方法可大致分为两类:基于解析模型的方法和数据驱动的方法[1].数据驱动的方法利用数据处理技术,在系统模型未知情况下进行故障检测,适用于大规模系统.但是对于动态机理已知的系统,基于解析模型的方法可利用精确的系统数学模型和可测数据构造残差,其检测性能通常要优于数据驱动的方法[2].

如文献[6-7]所述,故障可按照对系统影响的大小分为显著性故障和微小故障.微小故障是指一类具有微小的异常征兆的故障,如齿轮磨损引起的故障[8]、电路系统中的电弧放电故障[9].由于故障幅值过小或者所处环境噪声过大,微小故障对残差信号的影响通常会被未知的干扰和噪声所淹没,常用的故障检测手段难以检测到微小故障.另一方面,微小故障经过一段时间可能演化为显著性故障,对系统的安全运行构成重大威胁.因此,微小故障检测问题成为了当前工业界和学术界亟待解决的棘手问题,具有重要的研究意义.

近年来,由于工业界的迫切需求,微小故障检测技术得到了一定的发展[10-13].例如,文献[10]研究了基于数据驱动方法的微小故障检测问题.文献……