核电多回路系统多源传感器异常检测的AAKR-SPRT方法
作者:
作者单位:

西安交通大学航空动力系统与等离子体技术全国重点实验室 西安,710049

通讯作者:

成玮,男,1983年6月生,博士、教授、博士生导师。主要研究方向为高端装备智能运维与健康管理。E-mail: chengw@mail.xjtu.edu.cn

中图分类号:

TL362.3;TH17

基金项目:

国家重点研发计划资助项目(2019YFB1705403);国家自然科学基金资助项目(52105121);王宽诚教育基金会资助项目

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    摘要:

    针对核电多回路耦合系统在升功率运行中异常传感器检测困难、检测延时及检测精度低等问题,提出了一种自联想核回归模型(auto-associative kernel regression,简称AAKR)与修正序贯概率比检验(sequential probability ratio test,简称SPRT)相结合的方法。首先,利用小波软阈值降噪方法对监测数据预处理,获取高质量的多源传感器解调信号;其次,采用AAKR构造传感器正常运行数据的估计值,并获取多源传感器测量值与估计值之间的残差;然后,运用滑动时间窗获取不同阶段残差向量的均值和方差,设计一种SPRT检测规则对传感器残差进行异常检测;最后,用核电一、二回路耦合系统模拟机实验数据进行方法验证与性能分析。结果表明,所提传感器异常检测方法的准确率达到99.52%,异常检测延时降低了81.73%,可有效提高现有核电厂传感器异常检测的稳定性。

    参考文献
    [1] GUO L, YU Y X, GAO H L, et al. Online remaining useful life prediction of milling cutters based on multisource data and feature learning[J]. IEEE Transactions on Industrial Informatics, 2022, 18(8): 5199-5208.
    [2] 李立力, 刘纲, 张亮亮, 等. 加权PCA残差空间的加速度传感器故障诊断[J]. 振动、测试与诊断, 2021, 41(5): 1007-1013.LI Lili, LIU Gang, ZHANG Liangliang, et al. Accelerometer fault diagnosis with weighted PCA residual space[J]. Journal of Vibration, Measurement & Diagnosis, 2021, 41(5): 1007-1013.(in Chinese)
    [3] HALLER P, GENGE B, FORLONI F, et al. VetaDetect: vehicle tampering detection with closed-loop model ensemble[J]. International Journal of Critical Infrastructure Protection, 2022, 37: 100525.
    [4] 金典, 谢珊, 丁军, 等. 核电站主蒸汽系统冗余压力传感器异常检测[J]. 厦门大学学报(自然科学版), 2019, 58(4): 582-588.JIN Dian, XIE Shan, DING Jun, et al. Fault detection for redundant pressure sensors in main steam system in nuclear power plants[J]. Journal of Xiamen University (Natural Science), 2019, 58(4): 582-588.(in Chinese)
    [5] 张文安, 洪毅, 史秀纺, 等. 基于子图拉普拉斯谱的异常传感器检测及识别方法[J]. 传感技术学报, 2021, 34(6): 804-810.ZHANG Wenan, HONG Yi, SHI Xiufang, et al. Anomalous sensor detection and recognition based on Laplacian spectrum of sub-graph[J]. Chinese Journal of Sensors and Actuators, 2021, 34(6): 804-810. (in Chinese)
    [6] DEBASISH J, JAYANT P, SUDHEENDRA H, et al. CNN and convolutional autoencoder (CAE) based real-time sensor fault detection, localization, and correction, mechanical systems and signal processing[J]. Mechanical Systems and Signal Processing, 2022, 169: 108723.
    [7] 宫文峰, 王元哲, 陈辉, 等. 基于深度学习的无人驾驶汽车导航传感器异常诊断方法[J]. 机械工程学报, 2021, 57(24): 268-278.GONG Wenfeng, WANG Yuanzhe, CHEN Hui, et al. Anomaly diagnosis for navigation sensors of unmanned autonomous vehicles based on deep learning[J]. Journal of Mechanical Engineering, 2021, 57(24): 268-278.(in Chinese)
    [8] 张松, 胡传皓, 李承洋, 等. 小波包软阈值降噪法在航空γ能谱中的应用[J]. 核技术, 2022, 45(9): 58-64.ZHANG Song, HU Chuanhao, LI Chengyang, et al. Apply wavelet packet soft threshold noise reduction method to aviation gamma energy spectrum[J]. Nuclear Techniques, 2022, 45(9): 58-64.(in Chinese)
    [9] JIANG X M, TANG W J, ZHAO H X, et al. Toward smart condition monitoring of rotatory machines: an optimized probabilistic signal reconstruction methodology for fault prediction with multisource uncertainties[J]. IEEE Access, 2022, 10: 60862-60875.
    [10] LIU J P, WANG J, LIU X F, et al. MWRSPCA: online fault monitoring based on moving window recursive sparse principal component analysis[J]. Journal of Intelligent Manufacturing, 2022, 33(5): 1255-1271.
    [11] QIN Y H, LOU Z J, WANG Y Q, et al. An analytical partial least squares method for process monitoring[J]. Control Engineering Practice, 2022, 124: 105182.
    [12] 蒋佳炜, 胡以怀, 李方玉, 等. 基于AAKR模型的船用低速柴油机状态监测方法[J]. 舰船科学技术, 2021, 43(2): 158-162.JIANG Jiawei, HU Yihuai, LI Fangyu, et al. Ship low-speed diesel engine condition monitoring method based on AAKR model[J]. Ship Science and Technology, 2021, 43(2): 158-162.(in Chinese)
    [13] GAO G L, ZHONG Y M, GAO S E, et al. Double-channel sequential probability ratio test for failure detection in multisensor integrated systems[J]. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 2021, 70: 1-14.
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  • 收稿日期:2023-11-22
  • 最后修改日期:2024-03-21
  • 在线发布日期: 2025-04-28
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