基于PCA的空氣源熱泵空調系統(tǒng)故障診斷.pdf

1、隨著智能建筑的發(fā)展，空調系統(tǒng)的規(guī)模日益擴大，供熱通風空氣調節(jié)(HVAC)系統(tǒng)設備種類及數(shù)量也迅速增加。在建筑的整個生命周期內，包括設計階段到運行階段，故障層出不窮，導致大部分建筑通常都無法滿足設計階段的預期要求。同時，這些故障通常在短時間內難以察覺。對空調系統(tǒng)進行有效的故障診斷可以減少系統(tǒng)的能源消耗、維持舒適的室內環(huán)境、降低設備的損耗和減少溫室氣體的排放。因而，故障診斷對空調系統(tǒng)來說是十分重要的。 本文提出用主成分分析法(PCA

2、)對空氣源熱泵空調系統(tǒng)的傳感器故障和空氣側換熱器表面結污故障進行診斷與檢測的基本思想?；谥鞒煞址治龇ㄟM行故障檢測與診斷的基本流程主要包括四個過程：PCA模型建立過程、數(shù)據(jù)采集過程、故障檢測過程和故障診斷過程。 主成分分析法將測量數(shù)據(jù)空間為主成分子空間(PCS)及殘差子空間(RS)。在正常情況下，PCS內的數(shù)據(jù)投影主要包含的是測量數(shù)據(jù)的正常值，而RS內的數(shù)據(jù)投影主要是測量噪聲。當故障發(fā)生時，由予故障的影響，RS內的投影將會顯著增

3、加，通過對RS內的投影進行分析，我們可以進行故障檢測。本文使用了平方預測誤差(SPE)這個統(tǒng)計量作為故障檢測的指標，并按照下面的規(guī)則來進行故障檢測；SPE(x)≤б2，系統(tǒng)運行正常；SPE(x)б2，系統(tǒng)出現(xiàn)故障。故障重構的本質是尋找故障測量數(shù)據(jù)所對應的正常值的一個估計值的過程。本文采用迭代法來進行傳感器故障重構。迭代重構就是沿著故障方向，逐步逼近主成分子空間的過程。本文采用識別指數(shù)SVI進行傳感器故障識別，判斷發(fā)生故障的傳感器。SVI