空調(diào)系統(tǒng)傳感器故障診斷方法
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2 傳感器故障的分類
傳感器可能發(fā)生的故障有多種，對這些故障進行分類是必要的。空調(diào)系統(tǒng)中傳感器故障主要分為4類：偏差故障、漂移故障、精度等級降低和完全故障。前面3種稱為軟故障，完全故障亦為硬故障。
測量值和真實值之間的差異，稱為測量誤差。根據(jù)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(tǒng)誤差。系統(tǒng)誤差主要是由于故障造成的，不同的故障類型系統(tǒng)誤差有不同的表現(xiàn)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個值相加
其中，Rt為測量變量在某一時刻的測量值；rt為測量變量在某一時刻的真實值；ut為某一時刻測量的系統(tǒng)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際值變化而變化，始終保持某一常數(shù)，即式(4)中為Rt常數(shù)。
2．2 偏移故障
偏移故障一般是指測量值與真實值之間相差某一恒定常數(shù)。由式(4)可知ut為常數(shù)。
2．3 漂移故障
漂移故障就是故障大小隨時間發(fā)生線性變化的一類故障?？梢员硎緸?br />
式中，H為漂移常數(shù)；ts和t分別指故障的起始時刻和故障發(fā)生后的某一時刻。
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(xiàn)在測量的平均值出現(xiàn)偏差，而是測量的方差發(fā)生了相應(yīng)變化。
3 傳感器故障診斷系統(tǒng)
傳感器故障診斷系統(tǒng)主要由傳感器系統(tǒng)、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(tǒng)。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/161821.htm
首先由傳感器系統(tǒng)通過各種傳感器對被控系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)的檢測，由小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)根據(jù)前一時刻的傳感器測量值來預(yù)測下一時刻的值，再通過與真實測量值進行比較得到殘差，最后通過診斷邏輯對得到的殘差進行分析。當(dāng)殘差超過一定的報警閾值時，判斷并分離出故障傳感器，用診斷網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測輸出對故障信號進行恢復(fù)。
假設(shè)傳感器系統(tǒng)得到輸出數(shù)據(jù)位y，經(jīng)過預(yù)處理將y歸一化得到y(tǒng)’，殘差為e，真實測量值為θ，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測值為*****。則傳感器故障診斷系統(tǒng)的殘差e可表示為
將得到的殘差與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)定的值進行比較，如殘差e大于設(shè)定的值，則修正神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值與小波函數(shù)的參數(shù)。文中選用小波函數(shù)為Morlet小波。仿真中選用小波函數(shù)表達式為
傳感器是否正常工作對空調(diào)系統(tǒng)有重要的影響。本文對某一智能樓宇的空氣處理單元進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。任何一個傳感器發(fā)生故障都可能使控制系統(tǒng)的性能發(fā)生變化，導(dǎo)致室內(nèi)能源浪費及空氣品質(zhì)的下降。本文以送風(fēng)溫度傳感器為例進行故障診斷。
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