摘要：空调系统的设备或传感器故障，可能导致系统能耗增大，热舒适性降低，室内空气品质恶化，制约系统失灵，甚至造成某些设备的损坏。及时准确地检测出系统所发生的故障，并获知故障对系统运转性能的劣化程度，以而做出故障修正决策，具有非常重要的现实作用。但是，实际历程中，面对不少亟待解决的不足：如何建立准确的运转或性能参数预测模型、可靠的故障检测策略；故障对系统运转性能的影响程度以及如何评价；故障修正决策案例等等。针对上面陈述的不足，本论文主要进行了以下四方面的工作。第一，建立了基于支持向量回归（support vector regression, SVR）的运转参数预测模型，预测无故障运转时的参考数据和系统运转性能数据。通过预测多种运转工况的运转参数，对模型进行了仿真验证。预测模型的验证结果表明，SVR预测模型输入参数的选取，必须能够正确反映空调系统的运转情况。其次，综合考虑统计残差和分形维数两种策略的优缺点，开发了两种策略相结合的故障检测法，并对送风温度固定偏差故障和漂移偏差故障进行了故障检测试验。仿真试验的结果表明，统计残差法对较小偏差故障的正确故障检测率较低。对于送风温度±0.2oC、+0.3oC固定偏差故障，以及±0.05oC/h、+0.1oC/h漂移偏差故障，正确故障检测率低于50%。分形维数法能够检测出这些故障，但需要一段时间收集测量信号。将两种策略结合的故障检测策略，采取统计残差法检测出相对大的偏差故障，采取分形维数法检测出相对小的故障；对于统计残差法，可采取较大的判别阈值来比较统计残差，这种组合式故障检测策略能够更加有效地对不同程度的故障情况进行检测。第三，建立了改善的消去与选择转换法（epmination et choicetranslating reapty，ELECTRE）的空调系统运转性能评价模型，引入了绝对阈值和分区间阈值概念来构建伪准则。评价准则中引入最小有效制约率来表征故障对制约系统性能的影响。针对送风温度故障和新风流量故障下的不同运转工况，采取评价模型对它们进行了评价浅析。仿真结果表明，ELECTRE评价模型适用于空调系统不同运转工况或案例的优劣排序。第四，开发了基于运转性能优化的在线容错制约对策，以提升系统运转性能为目标，对故障测量信号进行在线容错修正。针对送风温度、新风流量和新风温度传感器的不同故障情况，通过在线容错制约对策进行了验证浅析。仿真结果表明，提出的在线容错制约对策能够在不同运转案例优劣排序的基础上，得到最优运转案例，相应优化系数的倒数，作为故障测量信号的修正系数，实现在线容错制约。对于送风温度+13%故障，以第6次修正开始，故障修正系数维持0.84不变；对于新风流量+39%故障，以第7次修正开始，故障修正系数维持0.66不变；对于新风温度–34%故障，在第一次计算优先满意得分时，就能得到故障修正指令。总之，本论文提出的统计残差法和分形维数相结合的组合式故障检测策略，能够有效地检测出不同程度的故障；开发的改善ELECTRE评价模型能够更加合理地对空调系统不同运转案例进行优劣排序；提出的在线容错制约对策，能够对空调系统传感器故障实现在线修正，并优化系统运转性能。更进一步的探讨应考虑数据缺失或同时发生多个故障时，如何进行故障检测以及如何实现在线容错等。关键词：空调系统论文故障检测论文在线容错制约论文运转性能论文优化论文评价论文
摘要5-7
ABSTRACT7-12
第一章 引言12-31
1.1 探讨作用12
1.2 探讨近况12-27
1.2.1 运转参数的获取13-15
1.2.2 故障检测与诊断15-20
1.2.3 系统运转性能评价20-26
1.2.4 容错制约26-27
1.3 有着的不足27-28
1.4 本论文工作28-31
第二章 空调系统运转性能参数的获取31-41
2.1 算法概述31-32
2.2 正常运转参考值预测模型32-33
2.3 运转性能参数预测模型33-35
2.4 预测的试验验证35-39
2.5 小结39-41
第三章 基于统计残差和分形维数的空调系统故障检测41-71
3.1 分形维数的计算41-47
3.1.1 计算历程41-43
3.1.2 参数取值43-47
3.2 测量信号的分形维数47-50
3.3 基于分形维数的空调系统故障检测50-59
3.3.1 AHU 系统与模型53-54
3.3.2 无故障54-55
3.3.3 固定偏差故障55-58
3.3.4 漂移偏差故障58-59
3.4 统计残差和分形维数的比较59-62
3.5 统计残差和分形维数相组合的故障检测策略62-69
3.5.1 无故障63-64
3.5.2 固定偏差故障64-67
3.5.3 结果浅析67-69
3.6 小结69-71
第四章 基于运转性能的故障劣化性评价71-94
4.1 空调系统仿真平台71-72
4.2 改善的 ELECTRE 算法72-81
4.2.1 经典的算法73-75
4.2.2 空调系统评价时有着的不足75-76
4.2.3 改善的算法76-80
4.2.4 改善算法的试验验证80-81
4.3 评价准则81-83
4.4 故障劣化性试验验证83-93
4.4.1 送风温度故障84-87
4.4.2 新风流量故障87-89
4.4.3 敏感性浅析89-93
4.5 小结93-94
第五章 基于空调系统运转性能优化的在线容错制约94-122
5.1 在线容错对策94-98
5.2 容错制约的验证试验98-119
5.2.1 送风温度故障99-106
5.2.2 新风流量故障106-112
5.2.3 新风温度故障112-119
5.3 小结119-122
第六章 全文总结122-125
6.1 主要工作122
6.2 结论122-123
6.3 革新点123-124
6.4 探讨展望124-125
本站原创