中央空调系统多故障智能诊断策略及其迁移应用研究

来源 :华中科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wenyuanyuan0929
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
中央空调系统在建筑领域发挥着重要的作用,一旦发生故障,势必会造成不必要的能源消耗,保证其高效稳定地运行对建筑节能至关重要。为此,本文以系统的历史运行数据为核心,以数据挖掘方法为手段,重点开展了中央空调系统故障智能诊断策略及其迁移应用研究,以多联机系统的制冷剂充注量故障诊断为出发点,逐渐向多系统多类故障的诊断演进,从特征选择方法和故障诊断策略两方面不断进行探索创新,应用集成学习思想解决了诊断模型稳定性差及同时诊断多种类型故障的难题,引入迁移学习方法实现在故障数据匮乏情况下不同系统间的故障诊断模型迁移,构建了一套较为完整的建筑中央空调系统故障智能诊断体系。本文的主要研究内容如下:针对多联机中央空调系统最常见的制冷剂充注量故障诊断问题,提出一种基于耦合特征选择的加权K近邻故障诊断模型。通过将多种单一特征选择方法进行耦合,得到了更优的故障关键表征变量集,以此建立的加权K近邻模型对不同严重水平的制冷剂泄漏和过充故障均呈现出较高的诊断精度,其有效性在其他四台不同型号的多联机系统上得到了较好的验证。为了更为精确地诊断出系统中制冷剂余量,进一步提出了制冷剂充注量故障自动寻优诊断策略,有效避免了因诊断模型原理差异带来的异常诊断表现,并能以更高的精度诊断出系统中的制冷剂余量。针对单一的故障诊断模型稳定性和通用性差的问题,提出一种两阶段集成诊断模型。采用模拟退火算法分别选择制冷剂充注量、阀门和压缩机故障的关键表征变量,在第一阶段集成过程中,采用boosting方法将多个组件学习器进行集成,有效提高了初步集成模型的诊断性能。为了进一步提高模型的稳定性和通用性,采用加权投票策略对初步集成模型的诊断结果进行集成。结果表明该过程可以有效整合各初步集成模型的优点。该两阶段集成模型在多联机制冷剂充注量故障、阀门故障和压缩机故障的诊断过程中均表现良好的诊断性能和稳定性,完美地规避了单一故障诊断模型可能因应用对象不同而出现性能大幅下降的缺陷。针对同时高效地诊断多种类型故障较为困难且不同特征选择方法容易得到局部最优的故障关键表征变量的问题,提出一种结合序列向前搜索集成特征选择方法的Light GBM多故障诊断模型。创新性地将集成学习思想引入多故障关键表征变量的选择过程,首先利用五种基础特征选择方法得到按重要性降序排列的特征子集,然后采用序列向前搜索策略在由各特征子集组成的特征空间中搜素最优的故障表征特征,并将Light GBM模型的诊断性能作为评价特征好坏的标准,可以有效避免得到局部最优特征子集,且最终选出的特征子集能更好地表征各类故障的症状。结果表明基于此建立的Light GBM诊断模型能很好地同时诊断多联机中央空调系统的八类常见故障。该方法的有效性和通用性在冷水机组的七类典型故障中得到了很好地验证。最后,针对在故障数据匮乏的情况下建立中央空调系统故障模型困难较大的问题,本文提出基于迁移学习方法的故障诊断策略。首先通过仿真模拟中央空调系统四种常见故障并得到了不同应用场景下的仿真系统的运行数据。基于此,研究了两种迁移学习方法在不同应用场景下的多故障诊断性能。通过将预训练模型作为特征提取器的迁移方法可以有效提取故障数据匮乏的目标建筑中央空调系统的瓶颈特征,而另一种通过对预训练模型进行微调的迁移学习方法在较好保留从源建筑学得的系统运行模式的同时,能更好地学习目标建筑中央空调系统的信息。基于两种迁移方法的中央空调系统故障诊断模型在不同场景下均表现出优异的诊断性能,有效解决了因故障数据匮乏而较难建立高效诊断模型的问题,实现了不同建筑不同空调系统间故障诊断模型迁移,具有较好的应用潜力。本论文提出耦合特征选择方法以提高多联机系统制冷剂充注量故障诊断模型的诊断精度和诊断效率,在此基础上,分析故障诊断模型稳定性的影响因素,提出了适用于不同类型故障的两阶段集成诊断模型。并进一步研究了多故障同时诊断策略,将集成学习思想成功应用于多故障关键表征变量的选择过程。针对不同建筑不同空调系统间的多故障诊断模型迁移问题,建立了基于迁移学习方法的多故障诊断模型,完善了建筑中央空调系统多故障智能诊断体系。
其他文献
背景:成年心肌细胞有限的自我更新能力,不足以弥补损伤引起的心肌细胞丢失,是多种心血管疾病导致心力衰竭的重要原因。促进内源性心肌细胞增殖,以补充丢失的心肌细胞,从而挽救心功能,被认为可能是治疗心力衰竭患者最有前景的手段。小鼠心脏在出生后拥有短暂的损伤后再生能力,但这种再生潜能在出生后7天消失。出生后伴随再生能力丢失,心肌细胞代谢模式发生转变,糖酵解下调,有氧代谢上调,这被认为是引起心肌细胞细胞周期停
工业机器人是一种强非线性、惯量变化大、多领域耦合的复杂系统,实现工业机器人高速高精运动控制十分困难。基于逆动力学的前馈控制被普遍认为能在一定程度上克服机器人的非线性时变特性,有效提高机器人高速情况下的动态控制品质。然而关于这种控制方法的现有研究还存在以下不足:1)机器人动力学特性复杂,对其进行分析建模尚缺乏简洁高效的数学手段支持,导致其建模及计算效率低下;2)面向控制的机器人逆动力学建模首先需要求
目的:研究系膜外胃癌的术前识别方法,并筛选其相关危险因素,延伸膜解剖理论范畴。方法:通过收集临床标本,使用HE染色、Masson染色方法,研究“运动”或“搏动”性的器官及组织的系膜结构特点,延伸膜解剖理论范畴。分离胃系膜的“第V转移灶”,进行原代细胞培养,参照Koch法则原理,反复进行腹腔成瘤,证实“第V转移细胞”是术后腹膜转移的重要危险因素。通过大数据分析,筛选出促进肿瘤细胞突破胃系膜结构的相关
第一部分糖尿病足患者和对照组患者血液中外泌体的分离和功能验证目的:外泌体作为一种新型纳米级生物材料和药物载体,其对体内生物学行为的调节作用已经受到越来越多学者的关注。糖尿病创面迁延不愈,对患者造成很大影响,是临床上常见的难题之一。糖尿病患者血液中富含外泌体,通过对血液中外泌体的生物学功能的研究,将为治疗难愈性的糖尿病创面提供崭新的思路。方法:使用超速离心的方法提取两组患者血液中的外泌体,使用透射电
钙钛矿纳米材料由于具有高的荧光量子产率(PLQY)和色纯度,窄的发射峰以及发光波长在可见光区域可调节等优点,在发光二极管(LED)照明和显示等领域获得了极大的关注。然而,由于钙钛矿材料对温度、水、光照以及热的极度敏感,易发生分解,这种结构的不稳定极大地限制了其实际的应用。因此,要实现钙钛矿未来在照明和显示等领域的实际应用,解决其稳定性问题是至关重要的。本论文主要围绕钙钛矿纳米材料的稳定性,从其生长
三维电子气在量子极限以外的行为是凝聚态物理中一个长期悬而未决的问题。当电子被局域在最低的朗道能级时,原本在单粒子模型中可以被忽略的库仑相互作用,此时会对电子气的行为产生非常重要的影响,导致很多新型量子物态的出现。作为典型的半金属,石墨、铋及其锑掺杂的合金具有很小的载流子浓度,较低的磁场就能将整个电子系统局域到最低的朗道能级,从而达到量子极限。因此,这两类半金属是研究强磁场下三维电子气的理想材料。本
受激布里渊散射(Stimulated Brillouin Scattering,SBS)和受激拉曼散射(Stimulated Raman Scattering,SRS)同属非弹性散射,是光纤中一类重要的非线性效应。它们均跟泵浦光子、斯托克斯(Stokes)光子以及声学或光学声子之间的互作用过程有关。对相应的斯托克斯光子增益谱特性进行操控,可实现窄带滤波、应变传感、信号放大等重要功能。本论文针对SB
超重和肥胖是心血管疾病、2型糖尿病、高脂血症和多种恶性肿瘤(肝癌、结直肠癌、乳腺癌等)的重要危险因素,已成为全球重要的公共卫生问题之一。然而多个前瞻性队列研究发现,体质指数(Body mass index,BMI)作为一种肥胖评价指标,与肺癌发生风险的关联结果并不一致。有研究发现BMI与肺癌发生风险呈负相关,也有研究未发现二者的显著性关联。截止目前,很少有研究报道BMI与肺癌发生风险的潜在机制。肥
目的:通过分析甲状腺相关眼病视神经病变(dysthyroid optic neuropathy,DON)患者的临床症状、体征以及影像学检查,明确DON的临床特征,帮助早期诊断及判断DON病情,把握DON治疗时机。方法:本回顾性研究选取2013年1月至2019年12月间在华中科技大学同济医学院附属协和医院眼科住院的75例(118眼)DON患者为研究对象。记录患者的一般情况,包括年龄、性别、吸烟状况、
随着科技的迅猛发展,无线电能传输技术得到了国内外专家学者的高度关注。该技术的研究和快速推广,将使电能的生产、输送、分配以及使用途径更加多元化、方式更加多样化。由于无线电能传输技术具有灵活性、可靠性和便捷性等诸多优点,在众多领域都出现了应用实例,如电动汽车、智慧家居、便携式电子设备、植入式医疗设备和智能传感器等。然而,随着无线电能传输技术研究的逐步深入,越来越多的问题也随之暴露出来,比如抗偏移性较差