空調系統傳感器故障診斷方法
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2 傳感器故障的分類
傳感器可能發生的故障有多種，對這些故障進行分類是必要的。空調系統中傳感器故障主要分為4類：偏差故障、漂移故障、精度等級降低和完全故障。前面3種稱為軟故障，完全故障亦為硬故障。
測量值和真實值之間的差異，稱為測量誤差。根據測量誤差的性質不同，可以把測量誤差分為隨機誤差和系統誤差。系統誤差主要是由于故障造成的，不同的故障類型系統誤差有不同的表現形式。隨機誤差一般情況下服從零平均值正態分布。因此，測量值為3個值相加
其中，Rt為測量變量在某一時刻的測量值；rt為測量變量在某一時刻的真實值；ut為某一時刻測量的系統誤差；d為測量的隨機誤差。
2．1 完全故障
完全故障就是測量值不隨實際值變化而變化，始終保持某一常數，即式(4)中為Rt常數。
2．2 偏移故障
偏移故障一般是指測量值與真實值之間相差某一恒定常數。由式(4)可知ut為常數。
2．3 漂移故障
漂移故障就是故障大小隨時間發生線性變化的一類故障。可以表示為
式中，H為漂移常數；ts和t分別指故障的起始時刻和故障發生后的某一時刻。
2．4 等精度降低
等精度降低故障和偏移、漂移故障不同，并不表現在測量的平均值出現偏差，而是測量的方差發生了相應變化。
3 傳感器故障診斷系統
傳感器故障診斷系統主要由傳感器系統、小波神經網絡、殘差處理與診斷邏輯4部分組成。圖2為傳感器故障診斷系統。本文引用地址：http://www.104case.com/article/161821.htm
首先由傳感器系統通過各種傳感器對被控系統進行數據的檢測，由小波神經網絡根據前一時刻的傳感器測量值來預測下一時刻的值，再通過與真實測量值進行比較得到殘差，最后通過診斷邏輯對得到的殘差進行分析。當殘差超過一定的報警閾值時，判斷并分離出故障傳感器，用診斷網絡的預測輸出對故障信號進行恢復。
假設傳感器系統得到輸出數據位y，經過預處理將y歸一化得到y’，殘差為e，真實測量值為θ，神經網絡的預測值為*****。則傳感器故障診斷系統的殘差e可表示為
將得到的殘差與神經網絡設定的值進行比較，如殘差e大于設定的值，則修正神經網絡的權值與小波函數的參數。文中選用小波函數為Morlet小波。仿真中選用小波函數表達式為
傳感器是否正常工作對空調系統有重要的影響。本文對某一智能樓宇的空氣處理單元進行了傳感器故障診斷分析。待診斷的傳感器包括送風溫度傳感器、送風濕度傳感器、回風溫度傳感器、回風濕度傳感器、新風溫度傳感器與新風濕度傳感器。任何一個傳感器發生故障都可能使控制系統的性能發生變化，導致室內能源浪費及空氣品質的下降。本文以送風溫度傳感器為例進行故障診斷。
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