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基于VW-PCA的盾构刀盘驱动液压系统故障诊断
收稿日期: 2017-05-15
修回日期: 2017-09-30
网络出版日期: 2018-02-01
基金资助
国家高技术研究发展计划（863计划）（2012AA041802）； 河南省科技攻关重点项目（122102210166）； 国家留学基金委地方合作项目(201308410091)； 2015年度河南省基础与前沿技术研究项目(152300410215)； 河南省高等学校重点科研项目计划资助（16A460020）； 2018年河南省科技攻关项目（盾构机液压系统故障智能诊断研究与应用）
Fault Diagnosis on Hydraulic Driving System of Shield Cutterhead Based on VariableWeightedPrincipalComponentAnalysis (VWPCA)
Received date: 2017-05-15
Revised date: 2017-09-30
Online published: 2018-02-01
为提高盾构刀盘液压系统故障诊断的快速性和准确性，引入权值向量来改进传统主元分析法（PCA），并推导变量加权主元分析法（VW-PCA）公式。通过AMESim仿真软件建立6 450 mm土压平衡盾构刀盘驱动液压系统模型，选取12个测试变量，模拟仿真6种故障状态； 运用仿真故障数据得到每一类故障的加权向量，建立变量加权主元分析模型（VW-PCA），并使用该模型对测试故障样本进行研究。结果表明： 变量加权(VW) 能够增强各系统变量对不同故障类型的贡献程度,变量加权主元模型（VW-PCA）能够显著提高系统诊断的正确率，最大可提高50%以上。
郝用兴 , 刘玉洋 , 周建军 , 周洋 , 郑淑娟 , 雷超 . 基于VW-PCA的盾构刀盘驱动液压系统故障诊断[J]. 隧道建设, 2018 , 38(1) : 118 -123 . DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2018.01.015
The weight vector is introduced into the traditional principal component analysis（PCA）so as to improve the rapidity and accuracy of fault diagnosis on hydraulic driving system of shield cutterhead; and the formula of variableweightedprincipalcomponentanalysis (VWPCA)method is deduced.The model of cutterhead hydraulic driving system of earth pressure balance shield with diameter of 6 450 mm is established by software AMESim; and 12 variables and 6 faults are selected and simulated respectively. And then, the weight vectors of every fault can be obtained from the simulation data.As a result,the model of VWPCA method can be established to study the fault samples.The study results show that the contributions of every variable to different faults can be improved by variable weighting; the accuracy of system fault diagnosis by VWPCA method can be significantly improved by more than 50%.
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