基于投票机制的暖通空调空气处理单元传感器故障诊断

来源：电子与信息学报杂志2024年第1期北京时间：

作者：严颖, 蔡骏, 吴奇, 张欣, 杨溢

单位：1.南京信息工程大学自动化学院 南京 2100442.南京信息工程大学大气环境与装备技术协同创新中心 南京 2100443.中国民用航空飞行学院 广汉 6183074.上海交通大学电子信息与电气工程学院 上海 2002405.浙江大学电气工程学院 杭州 310027

摘要：现有暖通空调(HVAC)空气处理单元(AHU)的故障诊断研究往往是集中式的。少量的分布式方法大多需要求解大量耗时的优化问题，使得无法及时完成故障诊断。针对以上挑战，该文提出一种基于投票机制的分布式故障诊断方法。在该方法中，建立一个玻尔兹曼机来描述传感器网络，通过传感器之间的相互投票来确定玻尔兹曼机的边权值，基于边权值对玻尔兹曼机的状态也就是传感器的状态进行迭代，从而定位传感器的故障。设计了一种基于欧氏距离的投票策略确定投票值。开发了一种方法，通过在玻尔兹曼机中增加一个额外的节点来重置其权值矩阵，在将玻尔兹曼机对称化的同时，保持原来各传感器之间的投票关系，以保证玻尔兹曼机状态的迭代收敛。该方法不需要求解大量的优化问题，相较于当前的分布式方法计算量小。使用ASHRAE Project RP-1312提供的实际数据对所提方法进行验证。实验结果表明所提方法可以精确且高效地诊断出空气处理单元传感器的偏差故障和漂移故障。

关键词：故障诊断, 投票机制, 分布式, 传感器, 玻尔兹曼机

基金资助：国家自然科学基金(52077105)，江苏省自然科学基金(BK20211285)