浅析d-s证据理论的液压泵故障诊断

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1、液压气动与密封／2010年第10期基于D—S证据理论的液压泵故障诊断柴令华陈小虎毋文峰(第二炮兵工程学院501教研室，陕西西安710025)摘要：介绍了D—S证据理论的基本概念、基本理论，讨论了基于D—S证据理论信息融合的故障诊断方法。并将其应用于液压泵故障诊断中。结果表明基于D—S证据理论的信息融合诊断方法可以充分利用多个传感器信息的冗余性与互补性，实现比单一传感器神经网络诊断更为准确和可靠的诊断结果。关键词：液压泵；故障诊断；D—S证据理论；信息融合中图分类号：TH137．51文献标识码：A文章编号：1008—0813(201o110—0028—0

2、3HydraulicPumpFaultDiagnosisBasedonD-STheoryEvidenceCHAILing-huaCHENXiao—huWUWen-feng(501SectionoftheSecondArtilleryEngineeringCollege，Xi'anShaanxi710025)Abstract：ThebasicconceptandbasictheoryaboutthetheoryofD-Sevidenceisintroduced，thefaultdiagnosismethodbasedontheD—Sevidencethe

3、oreticalinformationfusesisdiscussedandappliedinthefaultdiagnosisofthehydraulicpump．TheresultindicatesthattheinformationfusiondiagnosismethodbasedontheoryofD-Sevidencecanusethecomplementaryandredundancyofmulti—sensorinformationfully，realizedmoreaccurateandreliableresultsthansingl

4、esensornervenetwork．KeyWords：hydraulicpump；faultdiagnosis；D—Stheoryevidence；informationfusionO引言1D—S证据理论在基于神经网络的故障诊断中，每个传感器对应Dempster—Shafer(简称D—S)证据理论针对事件发一个诊断网络，但是，对于每个诊断网络，只是利用单生的结果(证据)，探求事件发生的主要原因(假设)。首一传感器信号的特征信息，没有充分利用其它传感器先，分别通过各证据对所有假设进行独立判断，这样每的信息。为了利用多个传感器的信息，在决策层对各传个证

5、据都存在各假设发生的概率分布，然后，将某假设感器的输出信号进行融合。即各传感器的输出信号由在各证据下的判断信息进行融合。进而形成“综合”证其诊断网络诊断，然后利用一定的融合方法将各网络据下该假设发生的概率；分别求出各假设在“综合”证的诊断输出通过关联处理、决策层融合判决，最终获得据下发生的概率，发生概率最大的假设被认为事件发联合推断结果，其诊断过程如图1所示。决策层融合输生的主要原因。出是一个联合决策结果，常用方法有Bayesian推理、D—1．1D—S证据理论的基本概念S证据理论、模糊集理论、加权方法等，其中D—S证据定义1设0为识别框架。2o是0的

6、一切子集所构成理论在表达不确定性方面具有独特优势，最为常用，我的集合，如果集函数m：2[0，l】满足们讨论采用D—S证据理论的融合诊断方法。(1)m()=0；(2)∑m(A)=1Ae0征兆空问诊断网路故障空问则称m为框架0上的基本概率分布函数；?A?，mD—S()称为A的基本概率赋值。利用基本概率分布函数，证据可以构造满足条件的信任函数(belieffunetion)~l下：理论1融ABel(A)=m(B)?A?0口‘BA定义2设0为识别框架，Bel：m：2[0，1】为框架0图1多传感器信息融合诊断方法上的信任函数，则称由来稿日期：2010—04—19

7、pl(A)=1一Bel(A)=()?A?0‘B再咖作者简介：柴令华(1986一)，男，河南商丘人，硕士研究生，研究方向为机所定义的函数为似然函数。信任函数和似然函数械设备状态监测与故障诊断。28：：就是登普斯特(Dumpster)所说的下限概率和上限概率，miu)：×R()(2)因此置信区间eZ(A)，pZ)】被用来表示集合A的概率0(7．)变化范围。实际上，[e)，p)]被用来表示命题A的：1不确定区间；【0，Bel)】被用来表示命题完全可信的区mi()=l—R(i)(3)间，『O,pl)1而则被用来表示对命题“A为真”的不怀疑mi)表示由诊断网络进

8、行诊断，状态发生的可区间。能性，()表示由诊断网络i不能判断哪种状态发生1-2D—S证据组合规