本发明公开了一种面向工业生产过程的弹簧阻尼系统滤波故障诊断方法,属于弹簧阻尼系统故障诊断技术领域。所述方法通过弹簧阻尼系统故障指示信号的数值,确定系统的故障状态,在检测出系统发生故障时,根据测试集合及其椭球确定弹簧阻尼系统的参数向量θ的具体故障分量,继而根据具体故障分量得到扩展方向,按扩展方向重置支持正多胞体的交集,相对于现有故障检测方法中的全域扩展,本申请所提出的面向工业生产过程的弹簧阻尼系统滤波故障诊断方法收敛速度更快、可以更快的识别出故障参数、从而实时性能更好。

本发明提供了一种面向工业生产过程的弹簧阻尼系统滤波故障诊断方法，所述方法包括：

根据弹簧阻尼系统的系统方程和信息向量确定弹簧阻尼系统的参数向量对应的椭球集合，进而确定椭球集合对应的支持正多胞体集合和支持正多胞体的交集；

在系统发生故障时，根据测试集合及其-John椭球确定弹簧阻尼系统的参数向量的具体故障分量继而根据弹簧阻尼系统的参数向量的具体故障分量确定扩展方向，按扩展方向重置支持正多胞体的交集；

根据按扩展方向重置的支持正多胞体的交集，识别弹簧阻尼系统的参数向量中的故障参数。

弹簧阻尼系统是工业生产过程涉及的机械振动系统当中普遍使用的一类结构，在工业生产过程中主要起到吸收和耗散生产过程能量的作用，其吸收和耗散能量的大小，关系到生产过程的安全稳定，所以其系统的安全性将会对整个系统的稳定运行产生重大的影响。一旦弹簧阻尼系统发生故障而未被及时诊断，那么将会影响整个系统的运行。因此，对弹簧阻尼系统进行故障诊断的研究对工业生产过程有着重要的现实意义。

常见的故障诊断方法主要分为基于模型的故障诊断方法和基于数据的故障诊断方法两大类。其中基于数据的故障诊断方法需以大量的数据分析为前提，很难做到实时故障诊断。基于模型的故障诊断方法以系统解析模型为基础，能够实现实时在线的故障诊断；但是一般的基于模型的故障诊断方法中要求系统噪声符合一定概率分布，然而实际应用中，弹簧阻尼系统常受各种外部因素的影响，噪声干扰因素不确定，导致其无法满足这一要求。

集员滤波方法只要求系统噪声有界，对噪声的概率分布没有限定，因此基于集员估计的故障诊断方法能够有效处理噪声不确定系统的故障诊断问题。集员估计方法中是基于可行集的状态来确定系统的故障状态。若检测到可行集为空，则认为系统存在故障；若系统可行集不为空，则认为系统没有故障。集员估计方法中根据近似可行集的空间形状和包围方法的不同，可将其划分为椭球体、全对称多胞体、正多胞体等等。

现有的基于集员滤波理论的故障诊断方法中，在检测出系统发生故障后，若要通过重置参数集合的方法来进一步识别故障，一般是在对参数集合进行全域扩展下进行的，然而全域扩展下的参数集合在参数向量的各个维度都需要再次进行收缩，所以存在着收敛速度慢、故障识别时间长，实时性较差的问题。

江南大学（Jiangnan University），坐落于无锡市，是中华人民共和国教育部直属高校，国家“双一流”建设高校， “211工程”、“985工程优势学科创新平台”重点建设高校，入选国家“111计划”、卓越农林人才教育培养计划、卓越工程师教育培养计划、国家建设高水平大学公派研究生项目、国家大学生创新性实验计划、国家级大学生创新创业训练计划、国家级新工科研究与实践项目，是高水平行业特色大学优质资源共享联盟成员、“一带一路”高校食品教育科技联盟成员、中国政府奖学金来华留学生接收院校、国家大学生文化素质教育基地、首批高等学校科技成果转化和技术转移基地。

本申请通过弹簧阻尼系统故障指示信号的数值，确定系统的故障状态，在检测出系统发生故障时，根据测试集合及其-John椭球确定弹簧阻尼系统的参数向量θ的具体故障分量，继而根据具体故障分量得到扩展方向，按扩展方向重置支持正多胞体的交集，相对于现有故障检测方法中的全域扩展，本申请所提出的面向工业生产过程的弹簧阻尼系统滤波故障诊断方法收敛速度更快、可以更快的识别出故障参数、从而实时性能更好。

科技成果只有通过实施开发应用，使其转化为生产力，才能取得经济效益和社会效益。成果方目标是将科技成果转化为现实生产力，期待有意愿的企业或合作单位进行合作推广或者进行产品生产。考虑合作转化、许可+合作等转化方式与企业、科学技术研究开发机构和其他组织建立合作关系。