= 〇. 5。
[0093] 四、确定关联度：
[0094] (1)Α型关联度
[0095] 两个系统或者两个因素间关联性大小的度量，称为关联度。关联度描述了系统发 展过程中，因素间相对变化的情况，也就是变化大小、方向与速度等的相对性。如果两者在 发展过程中，相对变化基本一致，则认为两者关联度大，反之，两者关联度小。关联分析的实 质，就是对数列曲线进行几何关系的比较。若两数列曲线重合，则关联性好，即关联系数为 1，那么两数列关联度也等于1。同时，两数列曲线不可能垂直，即无关联性，所以关联系数大 于0,故关联度也大于0。因为关联系数是曲线几何形状关联程度的一个度量，在比较全过 程中，关联系数不止一个。因此取关联系数的平均值作为比较全过程的关联程度的度量。
[0096] (I)
[0097] 称~为Yj(k)对& (k)的灰色关联度。
[0098] 在按上式计算关联度时，是对各指标或空间作平均权处理的，即将各指标或空 间视为同等重要的。但在实际中，却存在许多不平均权的情况，即认为某些指标更为重 要。因此，可根据实际情况，对灰色关联系数作加权平均求取灰色关联度。设各指标或 空间的重要性是有差别的，按重要性大小应赋予相应的权值λ(k)，k= {1，2, "·，ρ}且
〇.
[0099] 根据香农（shannon)信息理论，若随即变量X取值Xi(i= 1，2,…，η,η为有限值） 的概率为Ζι (Ζι> 〇)，当;=1的条件下，随机变量X的熵定义为：
[0100] (8 )
[0101] 其中规定 01〇g(0) = 〇
[0102] 利用上述理论，灰色关联系数权重可以表示为：
[0103] (9)
[0104]
[0105]
[0106]
[0107] 最后加权关联度为：
[0108 (10)
[0109] (2)B型关联度
[0110] 除了邓氏关联度，目前比较典型和常用的关联度量化模型还有B型灰色关联度， 这种关联度，尽管在理论上还有缺陷（如产生序数效应），但并不影响它们在社会经济和生 产中的应用，特别是对于一些具体问题的解决收到很好的效果。 (11)
[0116] 其中4表示总体位移差，描述的是曲线之间的"相近性"； < 为一阶差商，表示曲 线的一阶斜率差（速度差）为二阶差商，表示曲线的二阶斜率差（加速度差） 表征的是曲线之间的"相似性"。
[0117] 所以B型关联度可以全面反映事物发展的"相近性"和"相似性"。所以在内燃机 的故障诊断中保持基准模和待检模的各特征参数的排列顺序一致，使诊断模型时序化，便 可以很好的对内燃机的状态作出断。
[0118] (3)关联矩阵
[0119] 如果参考序列不止一个，而比较序列也不止一个，则各比较序列对各参考序列的 灰色关联度构成灰关联矩阵。
[0120] 若：η个参考序列A,χ2,χ3..·χηη乒 1
[0121] m个待检序列a,χ2,χ3…χηη辛1
[0122] 则各个待检序列对参考序列的关联度分别为：
[0123] (rn,r12,......rln)
[0124] (r21,r22,......r2n)
[0125] .
[0126] .
[0127] .
[0128] (rnl,rn2,......rnln)
[0129] 若将rdi= 1，2, ...，n,j= 1，2, ...，m)作适当排列，便得至lj灰色关联度矩阵：
[0130] (12)
【具体实施方式】 [0131] 之一：柴油机故障诊断灰色关联诊断技术研究。
[0132] 首先，柴油机诊断参数的选取：
[0133] 柴油机监测可监测参数非常之多，本研究主要选取表1中的热力参数用于灰色关 联诊断。
[0134] 灰色关联诊断特征参数
[0135]
[0137] 这些参数可以分为两大类：
[0138] 性能参数包括转速增压器转速、各缸排气温度、油耗率、功率、压力参数等。另外还 有滑油进出机温度，淡水进出机温度，中冷器进水温度，中冷器后气温，压气机前后温度，涡 轮前排气温度（对于废气脉冲增压可测取各组的排气温度），涡轮后排气温度，压气机前后 气压，涡轮前气压（对于废气脉冲增压可测取各组的排气气压），大气压力，曲轴箱压力，主 油路油压，燃油滑油压力等。
[0139] 可测参数包括最高爆发压力，平均指示压力，压缩压力，爆压对应位置，膨胀压力 等。
[0140] 总的说来、这些参数可以分为燃油供给系统，进排气系统、润滑冷却系统参数等。 本研究在监测常规热力参数的同时充分考虑了智能柴油机的运转情况，对柴油机的智能控 制系统参数进行了监测。下面结合柴油机故障诊断系统的所选择的特征参数，综合分析表 4-8中的热力参数，因为这些参数可以全面的反映柴油机的各种故障。
[0141] 有效功率：柴油机单位时间内所作的有效功，常用最大持续功率来评价船舶柴油 机的动力性能。
[0142] 平均有效压力：平均有效压力可以看作是一个假想的、平均不变的压力作用在活 塞顶上，使活塞移动一个冲程所作的功等于每循环所作的有效功。平均有效压力是衡量柴 油机动力性能的一个重要的指标。
[0143] 有效燃油消耗率：有效燃油消耗率是单位有效功的耗油量，它是衡量柴油机经济 性能的重要指标。
[0144] 爆发压力：爆发压力是气缸内的最大燃烧压力，可以通过示功图求得。爆发压力是 衡量柴油机动力性能的一个重要指标，同时，它也反映了柴油机零部件的工作环境，可以作 为判断柴油机零部件所承受的机械负荷的依据。爆发压力主要受柴油机负荷、压缩比和喷 油定时等因素的影响，可以反映柴油机燃油喷射系统以及配气正时恶化等故障。
[0145] 爆压位置：爆压位置即爆发压力对应的曲柄转角的值，它一般在上止点后5-15度 曲柄转角的位置。爆发压力提前通常意味着爆发压力很大，燃烧粗暴，滞后，则意味着燃烧 柔和，但可能伴有后燃现象。
[0146] 压缩压力：压缩压力取为柴油机压缩冲程活塞运行到上止点时对应的缸内压力， 它是柴油机的一个重要性能参数。压缩压力与实际绝热压缩压力的差异小于3%，如果偏差 过大，除进气压力减小外，还可能由以下故障引起：排气阀漏气、活塞缸套过度磨损、喷油滞 后等。
[0147] 膨胀压力：膨胀压力取为柴油机压缩冲程活塞运行到上止点后40度曲柄转角时 的缸内压力。膨胀压力的大小与柴油机的燃烧过程有关，后燃、漏气等都会引起膨胀压力的 变化。
[0148] 最大压力升高比：最大压力升高比可以通过对示功图求导然后取最大值求得，它 是衡量柴油机燃烧粗暴程度的一个重要的指标。
[0149] 中冷前、后进气温度：中冷前、后进气温度可以综合反映中冷器的工作效率、柴油 机负荷状况、增压器的增压情况以及中冷系统的冷却能力。
[0150] 涡轮前、后排气温度：涡轮前、后排气温度可以综合反映增压器的工作情况，增压 器、压气机的工作效率，柴油机的循环冲气量、各缸排气温度等。它们与增压压力、耗油量等 热力性能参数综合分析，可以初步确定柴油机的性能。
[0151] 进、排气歧管压力：进、排气歧管压力受多重因素的影响，但它们可以全面反映柴 油机的运转状况，是判断柴油机是否发生故障的重要特征参数。
[0152] 由此可见，柴油机的热力参数包含着气缸内工作过程好坏的信息，另外，也包含着 配气相位、喷油正时等信息。因此可以通过热力参数对柴油机的工作作态等作出评价，通过 特征参数的差异可以判断柴油机是否工作正常，以及工作在什么样的故障模式下。
[0153] 本发明在不破坏7RTF-60C柴油机的前提下，模拟了单缸失火、排气阀延迟关闭、 空冷器效率故障、喷油提前、增压器效率故障、压缩比减小、喷油量增多等7类柴油机常见 故障。在故障的设置时，结合故障仿真的模型，对于需要改变的单缸参数仅以第六缸为基 准。在保持各种外界条件不变的情况下分别测取各种状态下的特征参数，建立诊断系统的 待检向量集，并记下各类故障对应的序号。结合实际柴油机故障模拟试验顺序可以发现，诊 断结果与实际状态完全吻合。
[0154] 综上所述，本发明实施例提供了一种机电设备关联度确定方法，该方法能够实现 机电设备故障的准确诊断。
[0155] 本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法的全部或部分流程，可以通过计 算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读存储介质中。其中，所 述计算机可读存储介质为磁盘、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。
[0156] 以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种机电设备关联度确定方法，其特征在于，所述方法包括W下步骤：第一步，确定 参考序列和比较序列，其中参考序列为不同时刻的统计数据或最优单目标优化值，比较序 列为与参考序列进行比较的序列；第二步，对参考序列和比较序列进行去量纲处理；第= 步，确定无量纲的参考序列和无量纲的比较序列关联系数：其中，i= 0, 1，2,…，m;j= 1，2,3,…，n;k= 1，2,3,…，P，是 第j个无量纲比较序列Y，化）与第i个无量纲参考序列Xi化）在第k个特征参数处最小值， mpuT!严乂,(/〇|第j个无量纲比较序列Yj似与第i个无量纲参考序列Xi似在第k 个特征参数处最大值，a为分辨系数，1 >a> 0 ;第四步，根据第=步获得的至少一个关联 系数计算得到关联度。2. 根据权利要求1所述的机电设备关联度确定方法，其特征在于，所述第四步的关联 度为多个关联系数的平均值。3.根据权利要求1所述的机电设备关联度确定方法，其特征在于，所述第四步的关联 度为多个关联系数的加权平均值。4.根据权利要求1所述的机电设备关联度确定方法，其特征在于，所述第四步的关联 度为：序列，X为无量纲参考序列，Y为无量纲比较序列。5.根据权利要求1所述的机电设备关联度确定方法，其特征在于，参考序列为多个，比 较序列为多个，则第四步的关联度为一关联度矩阵。6. 根据权利要求1所述的机电设备关联度确定方法，其特征在于，当关联度大于预设 值，可确定机电设备的故障类型。
【专利摘要】本发明涉及一种机电设备关联度确定方法，包括以下步骤：第一步，确定参考序列和比较序列，其中参考序列为不同时刻的统计数据或最优单目标优化值，比较序列为与参考序列进行比较的序列；第二步，对参考序列和比较序列进行去量纲处理；第三步，确定无量纲的参考序列和无量纲的比较序列关联系数：第四步，根据第三步获得的至少一个关联系数计算得到关联度。本发明提供的方法能够解决现有机电设备故障诊断准确性不高的问题。
【IPC分类】G06F19/00
【公开号】CN105373701
【申请号】CN201510850237
【发明人】陈卓, 张成伟, 陈桂玲, 刘鹏鹏, 童一峻
【申请人】中国船舶工业系统工程研究院
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年11月27日