可拓否定选择算法及其在故障诊断中的应用

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1、第１０卷第３期智能系统学报Ｖｏｌ．１０№．３２０１５年６月ＣＡＡＩＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＳｙｓｔｅｍｓＪｕｎ．２０１５ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３⁃４７８５．２０１４０２０２０网络出版地址：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／２３．１５３８．ｔｐ．２０１５０５０４．１０３４．００１．ｈｔｍｌ可拓否定选择算法及其在故障诊断中的应用１２１文天柱，许爱强，邓露（１．海军航空工程学院研究生管理大队，山东烟台２６４００１；２．海军航空工程学院科研部，山东烟台２６４００１）

2、摘要：针对传统故障诊断算法无法利用正常状态样本实现故障检测的问题，将可拓学与否定选择算法相融合，提出一种可拓否定选择算法。采用基元对模型进行描述，根据关联函数定义亲和度的计算公式，并分别设计可拓检测器的生成和优化算法，在可拓检测器生成阶段，通过对初始检测器进行自体耐受得到成熟检测器；在可拓检测器优化阶段，通过对成熟检测器进行合并得到数目更少的成熟检测器；在参数分析中讨论了亲和度阈值对检测器覆盖率和检测率的影响。最终采用可拓否定选择算法对某型飞机综合显控平台的测试数据进行故障检测，得到的成熟检测器不仅个数少、无冗余，而且具有较高的检测率

3、，结果表明该算法能够解决无故障样本条件下的故障检测问题，且检测结果与实际情况相符。关键词：可拓学；否定选择算法；检测器生成；检测器优化；故障诊断中图分类号：ＴＰ１８文献标志码：Ａ文章编号：１６７３⁃４７８５（２０１５）０３⁃０４８８⁃０６中文引用格式：文天柱，许爱强，邓露．可拓否定选择算法及其在故障诊断中的应用［Ｊ］．智能系统学报，２０１５，１０（３）：４８８⁃４９３．英文引用格式：ＷＥＮＴｉａｎｚｈｕ，ＸＵＡｉｑｉａｎｇ，ＤＥＮＧＬｕ．ＡｎｅｗｎｅｇａｔｉｖｅｓｅｌｅｃｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｂａｓｅｄｏｎＥｘｔｅｎｉｃｓａｎｄｉ

4、ｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｆａｕｌｔｄｉａｇｎｏｓｉｓ［Ｊ］．ＣＡＡＩＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＳｙｓｔｅｍｓ，２０１５，１０（３）：４８８⁃４９３．ＡｎｅｗｎｅｇａｔｉｖｅｓｅｌｅｃｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｂａｓｅｄｏｎＥｘｔｅｎｉｃｓａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｆａｕｌｔｄｉａｇｎｏｓｉｓ１２１ＷＥＮＴｉａｎｚｈｕ，ＸＵＡｉｑｉａｎｇ，ＤＥＮＧＬｕ（１．ＧｒａｄｕａｔｅＳｔｕｄｅｎｔ’ｓＢｒｉｇａｄｅ，ＮａｖａｌＡｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌａｎｄＡｓｔｒｏｎａｕｔｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙ

5、ａｎｔａｉ２６４００１，Ｃｈｉｎａ；２．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＲｅｓｅａｒｃｈ，ＮａｖａｌＡｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌａｎｄＡｓｔｒｏｎａｕｔｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙａｎｔａｉ２６４００１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｅｘｔｅｎｓｉｏｎｎｅｇａｔｉｖｅｓｅｌｅｃｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｂｙｆｕｓｉｎｇＥｘｔｅｎｉｃｓａｎｄｎｅｇａｔｉｖｅｓｅｌｅｃ⁃ｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍ，ａｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｔｈａｔｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｄｉａｇｎｏｓ

6、ｉｓａｌｇｏｒｉｔｈｍｃａｎｈａｒｄｌｙｓｏｌｖｅｆａｕｌｔｄｅｔｅｃｔｉｏｎｂｙｕｓｉｎｇｎｏｒ⁃ｍａｌｓｔａｔｅｄａｔａ．Ｔｈｅｂａｓｉｃｅｌｅｍｅｎｔｓａｒｅａｄｏｐｔｅｄｔｏｄｅｓｃｒｉｂｅｔｈｅｍｏｄｅｌｓｏｆｐｒｏｂｌｅｍｄｏｍａｉｎ，ｄｅｔｅｃｔｏｒｓａｎｄｔｒａｉｎｉｎｇｓａｍ⁃ｐｌｅｓ，ｔｈｅｄｅｐｅｎｄｅｎｔｆｕｎｃｔｉｏｎｉｓｕｓｅｄｔｏｄｅｆｉｎｅｔｈｅａｆｆｉｎｉｔｙｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｆｏｒｍｕｌａ，ａｎｄｔｈｅｅｘｔｅｎｓｉｏｎｄｅｔｅｃｔｏｒｇｅｎｅｒａｔｉｏｎａｎｄｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎａｌｇｏｒ

7、ｉｔｈｍａｒｅｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｉｎｔｈｅｐｈａｓｅｏｆｅｘｔｅｎｓｉｏｎｄｅｔｅｃｔｏｒｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ，ｔｈｅｍａｔｕｒｅｄｅｔｅｃｔｏｒｓａｒｅｔａｋｅｎｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｓｅｌｆ⁃ｔｏｌｅｒａｎｃｅａｎｄｉｎｔｈｅｐｈａｓｅｏｆｅｘｔｅｎｓｉｏｎｄｅｔｅｃｔｏｒｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ，ｌｅｓｓｍａｔｕｒｅｄｅｔｅｃｔｏｒｓａｒｅｔａｋｅｎｔｈｒｏｕｇｈｍｅｒｇｉｎｇｔｈｅｄｅｔｅｃｔｏｒｓ．Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｈｒｅｓｈｏｌｄｖａｌｕｅｏｆｔｈｅｄｅｇｒｅｅｏｆａｆｆｉｎｉｔｙｏｎｔｈｅｃｏｖｅｒａｇｅｒａｔ

8、ｅａｎｄｄｅｔｅｃｔｉｏｎｒａｔｅｏｆｄｅｔｅｃｔｏｒｓａｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄｉｎｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒａｎａｌｙｓｉｓ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｓｕｓｅｄｆｏｒｆａｕｌｔｄｅｔｅｃ