正态化PCA模型及其在周期非稳定工况下的应用

摘要

主元分析(PCA)方法一般适用于稳定工况下的故障检测，而当系统工作在非稳定工况下，传统T~2控制限的检测结果的误报率或漏检率比较高，不能有效的进行故障的检测。产生这种情况的主要原因是在稳定工况下的检测数据一般是符合正态分布的，而非稳定工况下的检测数据大多不满足正态分布，而T~2控制限能有效检测故障的前提条件是数据的分布必须符合正态分布。针对这些问题，本文首先分析了周期非稳定工况的特性，给出了周期非稳定工况的两个性质，并用数学理论和Q-Q图进行了证明和验证，提出一种适用于周期非稳定工况的正态化PCA (NPCA）模型。最后将模型应用于电机周期性突加突减负载系统的故障检测中，检测结果良好，验证了模型的有效性。