基于混合仿真平台的空调系统PCA故障检测方法研究及改进-论文.pdf

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1、科技通报第30卷第3期Vol.30No.32014年3月BULLETINOFSCIENCEANDTECHNOLOGYMar.2014基于混合仿真平台的空调系统PCA故障检测方法研究及改进郭轶波，晋欣桥，杜志敏（上海交通大学机械与动力工程学院制冷与低温工程研究所，上海200240）摘要：为了实现建筑节能和保证空调系统正常运行，当前的建筑空调控制系统已逐渐融入了各种故障检测策略。与此同时，研究人员也提出了越来越多的空调系统故障检测策略，这些故障检测策略的验证，多通过纯仿真平台进行，但是由于纯仿真平台与实际空调系统的差距，经纯仿真平台验证的故障检测策略在实际应用时，会面临着效率下降的

2、问题。因此，本文提出了利用混合仿真平台来对故障检测策略进行验证。以空调系统PCA故障检测方法为例，通过对比实验发现，纯仿真平台和混合仿真平台验证结果的确有较大差别。在此基础上，利用小波变换对PCA故障检测方法做出改进，实验结果表明，基于小波PCA的故障检测方法，能够提高故障检测效果，具有更好的实用性。关键词：混合仿真；故障检测；主成分分析；小波变换中图分类号：TU83文献标识码：A文章编号：1001-7119（2014）03-0139-05TheStudyandImprovementofPCAFaultDetectionMethodforHVACSystemBasedonHar

3、dware-in-loopSimulationPlatformGuoYibo，JinXinqiao，DuZhimin（SchoolofMechanicalEngineering,ShanghaiJiaoTongUniversity,Shanghai200240,China）Abstract：Forthepurposeofsavingenergyandensuringhealthyoperationofheating,ventilationandairconditioning(HVAC)systems,variousoffaultdetectionstrategieshavebe

4、enembeddedintotheBuildingAutomationSystem.Atthesametime,moreandmorefaultdetectionstrategiesareproposedbyresearchers.Thevalidationsofthesestrategiesaremainlyconductedwithdigitalsimulationplatform.DuetothedifferenceofdigitalsimulationplatformandrealHVACsystem,thefaultdetectionstrategiesvalidat

5、edwithdigitalsimulationplatformmaybeinefficientinrealapplication.Inthisstudy,hardware-in-loopsimulationplatformisusedforthevalidationoffaultdetectionstrategies.Takefaultdetectionstrategybasedonprincipalcomponentanalysis(PCA)forexample,itcanbefoundthatthevalidationresultwithdigitalsimulationp

6、latformdiffersfromthevalidationresultwithhardware-in-loopsimulationplatform.Thus,wavelettransformisusedtoimprovetheefficiencyoffaultdetectionstrategy.ExperimentresultsshowthatfaultdetectionstrategybasedonwavelettransformandPCAismoreeffectiveandpractical.Keywords：hardware-in-loopsimulation；fa

7、ultdetection；principalcomponentanalysis；wavelettransform收稿日期：2013-02-04收稿日期：国家自然科学基金（50976066）。作者简介：郭轶波（1984-），男，硕士，上海交通大学机械与动力工程学院制冷与低温工程研究所，主要研究方向：空调系统故障诊断与容错控制。140科技通报第30卷0引言真平台中的虚拟控制器模块，避免了虚拟控制器模块在建模过程中所引入的误差，有助于系统仿建筑空调系统的高效运行，依赖于空调系统真精度的提高。同时，