变风量空调系统故障诊断及容错控制方法研究

变风量空调系统故障引起的能源浪费、热舒适性降低和室内空气品质下降等问题日益严重。针对变风量空调系统故障，本项目研究变风量空调系统故障诊断及容错控制方法。在研究故障检测方法时，考虑数据自相关性、噪声、系统动态性和瞬变过程等因素的不利影响，研究适用于实际系统的变风量空调系统鲁棒故障检测方法，着重于提高故障检测结果的准确性和可靠性。针对故障诊断的关键问题及难点：一个故障征兆可能存在多种潜在的故障原因，综合运用因果分析图、系统分析、主动式故障诊断技术和专家规则等方法，研究适用于实际系统的基于规则的变风量空调系统主动式故障诊断方法。在研究在线容错控制方法时，考虑变风量空调系统的非线性特点，研究传感器故障测量数据在线恢复方法，并开发适用于实际系统的变风量空调系统软故障自纠正方法。本项目将为开发变风量空调系统故障诊断及容错控制系统提供理论依据和技术指导。

对空调系统实施容错控制是为了排除故障、提高运行效率，而运行效率是否提高、提高多少，取决于诊断的能力和容错的效果。如何定量评价空调系统的容错效果？目前仍未见相关报道。本研究从用能效率的角度，探索空调系统容错效果的定量评价机制，并研究针对异常能耗的快速检测逻辑、多故障耦合的诊断及容错方法。首先绘制空调系统的能耗图谱，提取能耗与关键参数的关联特征。采用小波对能耗向量解耦，通过对能耗的高、低频特征进行空间多维标度分析来检测故障。建立了上位级-下位级联合的多故障解耦与诊断模型。对控制失效问题，确定了以相关参数组作为替补被控变量、人工神经网络作为辅助控制方法的容错方案。最后，提出容错效率的概念，定义了基准能耗与控制目标，建立了以热舒适性（控制目标）为约束、能耗为指标的容错效率评估模型。本研究将丰富空调故障诊断的研究内容，为空调容错评价的行业标准制定提供参考，实现空调系统高效运行与节能。

第1章 绪论

1.1 智能故障诊断与容错控制的有关概念

1.2 智能故障诊断与容错控制的目的和意义

1.3 智能故障诊断与容错控制的研究内容

1.4 智能故障诊断与容错控制的研究方法

1.5 智能故障诊断与容错控制的国内外研究概况

1.6 本书的结构体系和特色

1.7 小结

参考文献

第2章 智能故障诊断与容错控制的构成

2.1 智能故障诊断与容错控制的基本结构

2.2 智能故障诊断与容错控制的构成原理

2.3 智能故障诊断与容错控制的构成方法

2.4 智能故障诊断与容错控制的评价指标

2.5 小结

参考文献

第3章 智能故障诊断与容错控制方案

3.1 基于状态反馈的故障诊断与容错控制

3.2 基于故障补偿的故障诊断与容错控制

3.3 基于多模冗余的故障诊断与容错控制

3.4 基于功能模块的故障诊断与容错控制

3.5 基于神经网络的故障诊断与容错控制

3.6 基于专家系统的故障诊断与容错控制

3.7 小结

参考文献

第4章 智能故障诊断与容借控制策略

4.1 瞬时故障的消除

4.2 多模块并行诊断决策

4.3 故障自适应学习控制

4.4 故障自适应补偿控制

4.5 故障自适应重构控制

4.6 小结

参考文献

第5章 智能故障诊断与容错控制的实现方法

5.1 故障信号检测

5.2 故障特征识别

5.3 故障状态预测

5.4 故障维修决策

5.5 故障容错控制

5.6 小结

参考文献

第6章 模糊故障诊断与容错控制

6.1 模糊故障诊断原理

6.2 模糊故障诊断方法

6.3 模糊故障容错控制

6.4 几个问题的处理方法

6.5 小结

参考文献

第7章 专家系统故障诊断与容错控制

7.1 专家系统概述

7.2 专家系统故障诊断原理

7.3 专家系统故障诊断方法

7.4 专家系统故障容错控制

7.5 翼型风不洞运行过程故障诊断与容错控制

7.6 小结

参考文献

第8章 神经网络故障诊断与容错控制

……

第9章 信息融合故障诊断与容错控制

第10章 智能故障诊断与容错控制

第11章 智能结构故障诊断与容错控制

第12章 BIT故障诊断与容错控制

第13章 集成化妆故障诊断与容错控制

第14章 网络化故障诊断与容错控制

本书共分7章：第1章介绍了风力发电技术的研究背景和意义，以及当前国内外在风电机组故障诊断与容错控制方面的研究现状；第2章建立了非线性变速变桨风力发电机的数学模型；第3章介绍了风电机组控制系统的故障分析方法；第4章考虑风电机组中的突发性故障和潜在故障，用假设检验和参数估计两种方法设计了相应的故障诊断算法；第5章介绍基于信号修正的容错控制算法，并对信号修正算法进行设计；第6章介绍了LPV容错控制方法；第7章介绍了SCADA数据采集和监控系统的应用范围、系统组成、功能描述及使用说明。书中涉及的一些标准和条例由于篇幅所限，没有一一列出，感兴趣的读者可以查阅能源行业标准和技术规范。