一种基于多重分组迭代区间分支定界技术的DDPC伺服系统故障预示方法,申请号CN201410653966.5-传众专利搜索

发明名称	一种基于多重分组迭代区间分支定界技术的DDPC伺服系统故障预示方法
摘要	本发明公开了一种基于多重分组迭代区间分支定界技术的DDPC伺服系统故障预示方法，本方法构建了一种极端温度下面向健康监测的DDPC伺服系统故障预示方法并给出了多重分组迭代区间分支定界实现算法。本方法包括以下主要步骤：1）结合DDPC伺服系统的机理模型和不同工况下的试验数据，拟合出不同工况下的系统模型。2）根据频率响应及设定的能量准则，确定系统临界健康状态指标。3）提出一种多重分组迭代区间分支定界算法，拟合DDPC系统健康临界状态模型。4）根据临界模型的特性，可迅速预示系统异常状态。本方法实现方便，可扩展性好，预测精确度较高。
申请公布号	CN104408298A	申请公布日期	2015.03.11
申请号	CN201410653966.5	申请日期	2014.11.17
申请人	同济大学	发明人	岳继光;苏永清;董延超;孙强;王艳明
分类号	G06F19/00(2011.01)I;G05B23/02(2006.01)I	主分类号	G06F19/00(2011.01)I
代理机构	上海正旦专利代理有限公司 31200	代理人	张磊
主权项	一种基于多重分组迭代区间分支定界技术的DDPC伺服系统故障预示方法，其特征在于包括以下步骤：（1）：根据动力学、流量连续方程，描述DDPC伺服系统数学关系，确定系统模型阶次；（2）：通过位移传感器获得DDPC伺服系统在不同工作环境下的运行数据；（3）：根据步骤（2）得到的运行数据结合步骤（1）中获得的系统模型阶次拟合出DDPC伺服系统在不同工作环境下的系统模型参数；（4）：根据能量下降指标定义临界健康状态的数学模型；（5）：根据步骤（3）得到的系统模型参数形成用区间数表示的区间系统模型；用多重分组迭代区间分支定界算法获得步骤（4）中定义的临界健康状态的数学模型；(5.1)将待估计参数合理分组为<img file="39205dest_path_image001.GIF" wi="114" he="23" />，并确定参数的原始可行域为<img file="233426dest_path_image002.GIF" wi="116" he="23" />；(5.2)初始化：<img file="588446dest_path_image003.GIF" wi="144" he="23" />(5.3)主循环：(5.3.1)在子可行域<img file="57473dest_path_image004.GIF" wi="13" he="22" />中寻优：(5.3.1.1)<b>预处理</b>：计算目标函数在可行域<img file="352189dest_path_image004.GIF" wi="13" he="22" />的上下界<img file="487285dest_path_image005.GIF" wi="17" he="17" />，确定目标函数当前最小值<img file="93715dest_path_image006.GIF" wi="41" he="17" />；(5.3.1.2)<b>初始化</b>：令<img file="336740dest_path_image007.GIF" wi="13" he="14" />为<img file="813858dest_path_image004.GIF" wi="13" he="22" />的列数；保留<img file="582837dest_path_image004.GIF" wi="13" he="22" />至<img file="879826dest_path_image008.GIF" wi="21" he="24" />，清空<img file="926542dest_path_image004.GIF" wi="13" he="22" />；(5.3.1.3)<b>分支</b>：将参数<img file="789325dest_path_image008.GIF" wi="21" he="24" />细分为<img file="277942dest_path_image009.GIF" wi="18" he="18" />部分：这里考察<img file="62227dest_path_image008.GIF" wi="21" he="24" />各个元素区间的宽度，总是将最宽的元素等分，而保留其余元素不变，最后得到区间矩阵<img file="912634dest_path_image010.GIF" wi="24" he="24" />；(5.3.1.4)<b>定界</b>：确定每一细分区域目标函数的上下界：计算<img file="302027dest_path_image011.GIF" wi="142" he="25" />；确定当前循环目标函数最小值<img file="711012dest_path_image012.GIF" wi="53" he="20" />；(5.3.1.5)<b>剪枝</b>：(5.3.1.5.1)将<img file="949970dest_path_image010.GIF" wi="24" he="24" />中宽度小于0.01的列移入<img file="571444dest_path_image013.GIF" wi="20" he="18" />，余下按原顺序构成<img file="379125dest_path_image014.GIF" wi="22" he="24" />；对应<img file="896694dest_path_image015.GIF" wi="28" he="20" />中的列移入<img file="921151dest_path_image016.GIF" wi="25" he="17" />，余下按原顺序构成<img file="116290dest_path_image017.GIF" wi="28" he="20" />；(5.3.1.5.2)若<img file="542592dest_path_image014.GIF" wi="22" he="24" />列数<i>k</i>不为0，则将<img file="529265dest_path_image014.GIF" wi="22" he="24" />的所有列按顺序填充至<img file="244280dest_path_image004.GIF" wi="13" he="22" />的第<i>n‑</i>1+<i>i</i>(i=1,2,…,<i>k</i>)列中，同理将<img file="971671dest_path_image017.GIF" wi="28" he="20" />的第<i>i</i>列按顺序填充至<img file="986900dest_path_image005.GIF" wi="17" he="17" />的第<i>n‑</i>1+<i>i</i>列中；剔除<img file="111851dest_path_image004.GIF" wi="13" he="22" />与<img file="81206dest_path_image005.GIF" wi="17" he="17" />中对应目标函数下界大于当前最小目标函数值<img file="379333dest_path_image006.GIF" wi="41" he="17" />的部分，更新<img file="210586dest_path_image018.GIF" wi="18" he="22" />；剔除结束后，若<img file="37596dest_path_image005.GIF" wi="17" he="17" />为非空，则按升序排列<img file="759827dest_path_image004.GIF" wi="13" he="22" />与<img file="596065dest_path_image005.GIF" wi="17" he="17" />的列，并转至a)；若<img file="523570dest_path_image005.GIF" wi="17" he="17" />为空，转至f)；(5.3.1.5.3)若<img file="285596dest_path_image014.GIF" wi="22" he="24" />列数为0，转至f)；(5.3.1.6)<b>输出</b>：(5.3.1.6.1)令<img file="259237dest_path_image019.GIF" wi="17" he="14" />为的<img file="869472dest_path_image013.GIF" wi="20" he="18" />列数，若<img file="182642dest_path_image019.GIF" wi="17" he="14" />不为0，则计算<img file="121429dest_path_image020.GIF" wi="53" he="21" />中最小目标函数值，令对应列数为<img file="988890dest_path_image021.GIF" wi="13" he="13" />，则取<img file="432510dest_path_image013.GIF" wi="20" he="18" />的第<img file="632810dest_path_image021.GIF" wi="13" he="13" />列为符合条件的寻优结果<img file="238103dest_path_image022.GIF" wi="38" he="22" />；若<img file="356976dest_path_image019.GIF" wi="17" he="14" />为0，则报错；(5.3.1.6.2)剔除<img file="73128dest_path_image013.GIF" wi="20" he="18" />与<img file="393513dest_path_image016.GIF" wi="25" he="17" />中对应目标函数下界大于最小目标函数值<img file="107391dest_path_image006.GIF" wi="41" he="17" />的部分，输出<img file="277341dest_path_image013.GIF" wi="20" he="18" />与<img file="313298dest_path_image016.GIF" wi="25" he="17" />；输出最小目标函数值<img file="924407dest_path_image023.GIF" wi="94" he="22" />；(5.3.1.6.3)保留<img file="638548dest_path_image022.GIF" wi="38" he="22" />至寻优结果向量<img file="295794dest_path_image024.GIF" wi="53" he="18" />中；(5.3.2)在子可行域<img file="25853dest_path_image025.GIF" wi="16" he="22" />中寻优：步骤与(5.1)中完全一致，更新<img file="317900dest_path_image026.GIF" wi="20" he="22" />，取<img file="639160dest_path_image013.GIF" wi="20" he="18" />的第<img file="754009dest_path_image021.GIF" wi="13" he="13" />列为符合条件的寻优结果<img file="146813dest_path_image027.GIF" wi="39" he="22" />，输出<img file="466936dest_path_image013.GIF" wi="20" he="18" />与<img file="260229dest_path_image016.GIF" wi="25" he="17" />，输出最小目标函数值<img file="564172dest_path_image028.GIF" wi="95" he="22" />，保留<img file="730973dest_path_image027.GIF" wi="39" he="22" />至寻优结果向量<img file="499078dest_path_image024.GIF" wi="53" he="18" />中；……(5.3.M)) 在子可行域<img file="896561dest_path_image029.GIF" wi="20" he="22" />中寻优：步骤与(5.3.1)) 中完全一致，更新<img file="983073dest_path_image030.GIF" wi="24" he="22" />，取<img file="717679dest_path_image013.GIF" wi="20" he="18" />的第<img file="513859dest_path_image021.GIF" wi="13" he="13" />列为符合条件的寻优结果<img file="410140dest_path_image031.GIF" wi="44" he="22" />，输出<img file="243667dest_path_image013.GIF" wi="20" he="18" />与<img file="922910dest_path_image016.GIF" wi="25" he="17" />，输出最小目标函数值<img file="665607dest_path_image032.GIF" wi="100" he="22" />，保留<img file="640779dest_path_image031.GIF" wi="44" he="22" />至寻优结果向量<img file="468926dest_path_image024.GIF" wi="53" he="18" />中；(5.3.M+1) 判断式<img file="778291dest_path_image033.GIF" wi="239" he="44" />是否成立：若成立，则寻优结束，退出主循环，转至(5.4)；否则继续循环，转至(5. 1)；(5.4)计算寻优结果向量<img file="844336dest_path_image024.GIF" wi="53" he="18" />中值对应的目标函数值，并取最小值得到目标函数最小值<img file="285682dest_path_image006.GIF" wi="41" he="17" />，对应<img file="571432dest_path_image024.GIF" wi="53" he="18" />第<img file="920374dest_path_image021.GIF" wi="13" he="13" />列为最终寻优结果<img file="79741dest_path_image034.GIF" wi="36" he="18" />，算法结束；（6）：利用临界健康状态模型预示DDPC伺服系统健康状态。
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