[发明专利]基于三点模型的柴油机故障预测方法

权利要求书

1.基于三点模型的柴油机故障预测方法，其特征是：

(1)等时采集检测柴油机运行参数，所采集的运行参数包括：功率、油耗率、转速、烟度、噪声、滑油压力、排气温度、增压后进气压力；

(2)将获得的柴油机运行参数进行中位值滤波，将含有噪声的运行参数转换为无干扰信号，对于每一项参数，按照时间顺序，由远及近分别构成建模原序列；

(3)将所获取的无干扰信号作为建模数据，获取三点坐标：

三点坐标的获取步骤如下：

a、基于三点法的预测模型包括三种：二次抛物线型、直线型与指数曲线型、三次抛物线型，从中选择一种预测模型，建立柴油机运行参数三点模型；

b、确定三点坐标：

对于柴油机的一项运行参数，三点纵坐标的确定应满足如下原则：

1)原序列总项数N应当是奇数，此时N＝n,当总项数为偶数时，则去除第一项检测数据，使N奇数化，此时N-1＝n，n为实际序列总项数，同时，n不小于9；

2)若实际序列总项数9≤n<15，则在保持检测数据排列顺序不变的前提下，抽取实际序列的前3项、正中3项、后3项检测数据，分别构成初期、中期、近期子序列；每个子序列算出一个加权平均数，得到的三个加权平均数就是需要确定的三点的纵坐标；对于每一子序列，检测数据对应权数的选择由远及近分别取1、2、3；

3)若实际序列总项数n≥15，则在保持检测数据排列顺序不变的前提下，抽取原序列的前5项、正中5项、后5项检测数据，分别构成初期、中期、近期子序列。每个子序列算出一个加权平均数，得到的三个加权平均数就是需要确定的三点的纵坐标；对于每一子序列，检测数据对应权数由远及近依次选取1、2、3、4、5；

在满足以上三个原则的前提下，将初期、中期、近期三点的坐标分别设为

M₁(t₁,R),M₂(t₂,S),M₃(t₃,T)

其中，M₁,M₂,M₃分别代表初期、中期、近期三点；

t₁,t₂,t₃分别为初期、中期、近期三点横坐标；

R,S,T分别为初期、中期、近期三点纵坐标；

设正中项数实际序列各项检测值为y₁、y₂、…y_d…y_n；

因此对于五项加权平均，三点的纵坐标为：

R=115(y1+2y2+3y3+4y4+5y5)]]>

S=115(yd-2+2yd-1+3yd+4yd+1+5yd+2)]]>

T=115(yn-4+2yn-3+3yn-2+4yn-1+5yn)]]>

对于三项加权平均，三点的纵坐标为：

R=16(y1+2y2+3y3)]]>

S=16(yd-1+2yd+3yd+1)]]>

T=16(yn-2+2yn-1+3yn)]]>

同样的，三点的横坐标也取各项检测值对应时间点的加权平均数；对于五项加权平均，三点横坐标为：

t1=115(1+2×2+3×3+4×4+5×5)=113=3+23]]>

t2=d+23=n+12+23=3n+76]]>

t3=(n-2)+23=n-43]]>

对于五项加权平均，三点的坐标为：

M1(113,R)M2(3n+76,S),M3(n-43,T)]]>

对于三项加权平均，三点的横坐标为：

t1=16(1+2×2+3×3)=73=2+13]]>

t2=d+13=n+12+13=3n+56]]>

t3=(n-1)+13=n-23]]>

对于三项加权平均，三点的坐标为：

M1(73,R),M2(3n+56,S),M3(n-23,T)]]>

(4)计算趋势线模型参数估计值，并生成预测数据：

对于二次抛物线型，其预测趋势线模型为对于直线型和指数曲线型，其预测趋势线模型分别为和对于三次抛物线型，其预测趋势线模型为将步骤(3)中三点坐标带入，求得各预测模型的参数估计值，完成建模；在此基础上，生成预测数据；

(5)返回步骤(3)建立模型，直至获得所有所需柴油机运行状态参数预测值。