空調系統傳感器故障診斷方法
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2 傳感器故障的分類(lèi)
傳感器可能發(fā)生的故障有多種，對這些故障進(jìn)行分類(lèi)是必要的。空調系統中傳感器故障主要分為4類(lèi)：偏差故障、漂移故障、精度等級降低和完全故障。前面3種稱(chēng)為軟故障，完全故障亦為硬故障。
測量值和真實(shí)值之間的差異，稱(chēng)為測量誤差。根據測量誤差的性質(zhì)不同，可以把測量誤差分為隨機誤差和系統誤差。系統誤差主要是由于故障造成的，不同的故障類(lèi)型系統誤差有不同的表現形式。隨機誤差一般情況下服從零平均值正態(tài)分布。因此，測量值為3個(gè)值相加
其中，Rt為測量變量在某一時(shí)刻的測量值；rt為測量變量在某一時(shí)刻的真實(shí)值；ut為某一時(shí)刻測量的系統誤差；d為測量的隨機誤差。
2．1 完全故障
完全故障就是測量值不隨實(shí)際值變化而變化，始終保持某一常數，即式(4)中為Rt常數。
2．2 偏移故障
偏移故障一般是指測量值與真實(shí)值之間相差某一恒定常數。由式(4)可知ut為常數。
2．3 漂移故障
漂移故障就是故障大小隨時(shí)間發(fā)生線(xiàn)性變化的一類(lèi)故障?？梢员硎緸?br />
式中，H為漂移常數；ts和t分別指故障的起始時(shí)刻和故障發(fā)生后的某一時(shí)刻。
2．4 等精度降低
等精度降低故障和偏移、漂移故障不同，并不表現在測量的平均值出現偏差，而是測量的方差發(fā)生了相應變化。
3 傳感器故障診斷系統
傳感器故障診斷系統主要由傳感器系統、小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )、殘差處理與診斷邏輯4部分組成。圖2為傳感器故障診斷系統。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/161821.htm
首先由傳感器系統通過(guò)各種傳感器對被控系統進(jìn)行數據的檢測，由小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )根據前一時(shí)刻的傳感器測量值來(lái)預測下一時(shí)刻的值，再通過(guò)與真實(shí)測量值進(jìn)行比較得到殘差，最后通過(guò)診斷邏輯對得到的殘差進(jìn)行分析。當殘差超過(guò)一定的報警閾值時(shí)，判斷并分離出故障傳感器，用診斷網(wǎng)絡(luò )的預測輸出對故障信號進(jìn)行恢復。
假設傳感器系統得到輸出數據位y，經(jīng)過(guò)預處理將y歸一化得到y’，殘差為e，真實(shí)測量值為θ，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的預測值為*****。則傳感器故障診斷系統的殘差e可表示為
將得到的殘差與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )設定的值進(jìn)行比較，如殘差e大于設定的值，則修正神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的權值與小波函數的參數。文中選用小波函數為Morlet小波。仿真中選用小波函數表達式為
傳感器是否正常工作對空調系統有重要的影響。本文對某一智能樓宇的空氣處理單元進(jìn)行了傳感器故障診斷分析。待診斷的傳感器包括送風(fēng)溫度傳感器、送風(fēng)濕度傳感器、回風(fēng)溫度傳感器、回風(fēng)濕度傳感器、新風(fēng)溫度傳感器與新風(fēng)濕度傳感器。任何一個(gè)傳感器發(fā)生故障都可能使控制系統的性能發(fā)生變化，導致室內能源浪費及空氣品質(zhì)的下降。本文以送風(fēng)溫度傳感器為例進(jìn)行故障診斷。
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