[发明专利]一种故障量化传播分析的监测点优选方法

权利要求书

1.一种故障量化传播分析的监测点优选方法，其特征在于，包括步骤：

S100，对机械系统内部的多个监测点采集全寿命数据；在机械系统内部根据监测需求设置多个监测点，构成监测点集合N_T为监测点总数；监测故障增长过程中引起的异常信号，获得机械部件从正常状态到完全失效状态整个故障增长过程中监测点采集的信号集N_O为故障增长过程中监测点采集的数据总数；

S200，根据所述全寿命数据，建立监测点故障增长趋势矩阵：

式中，矩阵的行表示每个监测点描述的故障增长趋势，矩阵的列表示某个时刻点各个监测点采集数据的特征值，矩阵中第i行第j列值x_ij表示监测点t_i在j时刻采集数据o_j提取的特征值；N_T为系统中监测点的总数，N_O为故障增长全过程中采集的数据总数；

S300，基于所述监测点故障增长趋势矩阵，根据所述全寿命数据，构建监测点故障跟踪能力矩阵：

式中，φ1,φ2,φ3,φ4分别为监测点对故障增长过程的单调能力、趋势能力、辨识能力和鲁棒能力的计算函数；矩阵的行表示系统中可利用的监测点，矩阵的列表示每个监测点对故障增长趋势跟踪能力的四个分指标，Y矩阵中第i行第j列值y_ij表示监测点t_i对故障增长过程的第j种能力，1≤i≤N_T，1≤j≤4；

所述监测点对故障增长过程的单调能力、趋势能力、辨识能力和鲁棒能力的计算函数φ1,φ2,φ3,φ4为

式中，为监测点t_i描述的故障演化趋势的时间序列，x_ij表示监测点t_i在j时刻采集数据o_j提取的特征值，N_O为故障增长过程采集的数据样本总数；d/dx＝x_j-x_j-1，No.of(d/dx)0表示X序列中后者大于前者的数目，即正差，

No.of(d/dx)0表示X序列中后者小于前者的数目，即负差；

式中，τ_k为第k个特征值对应的时间，x_k为τ_k时刻对应的特征值，N_O为故障增长全过程中采集的数据总数；φ₂(X,T)从-1至1，越逼近1表示与时间正相关，越逼近-1表示与时间负相关；

式中，为监测点t_i描述的故障演化趋势的时间序列，S为将故障增长趋势X_i划分的故障状态数，m_s和为第s个状态下的均值和方差；

式中，为监测点t_i描述的故障演化趋势的时间序列，N_O为故障增长趋势中采集的数据样本总数，x_ij表示监测点t_i在j时刻采集数据提取的特征值，表示通过平滑方法获得的j时刻的平均趋势值；

S400，基于所述监测点跟踪能力矩阵，计算跟踪能力各个分指标的权重；

S500，根据所得各个分指标的权重，计算各监测点到理想解的距离平方和，选择距离平方和最小值对应的监测点作为优化选择结果。

2.根据权利要求1所述的一种故障量化传播分析的监测点优选方法，其特征在于，在所述步骤S400中，基于所述监测点跟踪能力矩阵，计算跟踪能力各个分指标的权重，包括步骤：

S401，将具有监测点故障跟踪能力分指标的监测点故障跟踪能力矩阵Y标准化，得到标准化矩阵

S402，计算标准化矩阵的理想解；

S403，根据标准化矩阵的理想解，计算标准化矩阵中每个分指标的权重wj。