基于社團(tuán)發(fā)現(xiàn)算法的船舶主機(jī)系統(tǒng)故障診斷研究.pdf

1、船舶主機(jī)系統(tǒng)的故障監(jiān)測與診斷對提高船舶柴油機(jī)工作時的安全性和可靠性,降低設(shè)備維修費(fèi)用,減少經(jīng)濟(jì)損失,避免重大事故發(fā)生具有十分重大的意義。柴油機(jī)故障診斷最常用的傳統(tǒng)方法主要有熱力參數(shù)分析法、油液分析法和振動分析法,也有將時域分析法、小波分析法、小波包法、局域波法、粗糙集理論等其它學(xué)科的一些思想與方法移植于柴油機(jī)故障診斷的研究中。同時,社團(tuán)發(fā)現(xiàn)作為復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的研究熱點(diǎn)之一,已滲透到很多工程領(lǐng)域,包括主機(jī)系統(tǒng)的故障監(jiān)測與診斷。
　　 復(fù)

2、雜網(wǎng)絡(luò)的社團(tuán)結(jié)構(gòu)分析是復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分析中的一個非常重要的課題。社團(tuán)是指由網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)組成的一個個節(jié)點(diǎn)子集合,子集合內(nèi)部節(jié)點(diǎn)之間邊的連接很稠密,各子集合節(jié)點(diǎn)之間邊的連接則是稀疏的。社團(tuán)發(fā)現(xiàn)算法的目的是利用盡量少的信息得到盡量準(zhǔn)確的網(wǎng)絡(luò)社團(tuán)結(jié)構(gòu)。簡介了以Kemighan-Lin算法和譜平分方法為代表的圖分割方法,以GN算法為代表的分裂方法,以模塊度為基準(zhǔn)的合并方法,基于網(wǎng)絡(luò)動力學(xué)的方法,以及統(tǒng)計學(xué)推理方法。將主機(jī)系統(tǒng)的各樣本作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn),各熱力

3、參數(shù)值作為節(jié)點(diǎn)的屬性,定義故障樣本間的相似程度,并以其作為節(jié)點(diǎn)間邊的權(quán)重,給故障節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分類,即做社團(tuán)發(fā)現(xiàn)。Clauset、Newman和Moore采用堆的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來計算和更新網(wǎng)絡(luò)的模塊度,提出了CNM算法。計算所得類間和類內(nèi)的相似度,故障診斷轉(zhuǎn)化為解決滿足“類內(nèi)相似度大,類間相似度小”的子網(wǎng)絡(luò)探測問題,最終轉(zhuǎn)化為模塊度增益函數(shù)的最優(yōu)化問題。為了減少計算的復(fù)雜度,設(shè)定初始劃分流程,將相似度大于閾值的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行合并,再采用CNM算法計算。因

4、工作平臺編程環(huán)境友好、程序語言簡單易用、科學(xué)計算數(shù)據(jù)處理能力和圖形處理功能的全面,MATLAB軟件被用來進(jìn)行CNM算法的仿真計算。故障數(shù)據(jù)采自STX大連造船有限公司七條船的相關(guān)資料和記錄。統(tǒng)計閾值在0.01至0.99時的正確率和運(yùn)行時間,以檢驗(yàn)算法的優(yōu)劣。結(jié)果表明,在合適的相似度函數(shù)下,CNM算法具有相當(dāng)高的正確率,且對閾值穩(wěn)定,能夠在很短的時間內(nèi)得到正確結(jié)果。
　　 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)社團(tuán)發(fā)現(xiàn)算法應(yīng)用于主機(jī)系統(tǒng)的故障診斷經(jīng)仿真試驗(yàn)證明是