第30卷，第4期 2010年4月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol. 30, No. 4+ pp1008-1012
April,2010
基于油液光谱分析的PCA-AHP综合传动健康状态评价研
张英锋，2，马
彪"，郑长松"，张金乐"，范昱珩3
1.北京理工大学机械与车辆学院，北京100081
2.军事交通学院汽车工程系，天津300161 3.中国兵器科学研究院，北京100089
摘要油液光谱分析是研究综合传动运行状态的重要方法，以油液光谱分析数据为基础，运用主成分分析法（PCA)和层次分析法（AHP)，建立了一种综合传动健康状态的评价模型。文章结合机械设备健康的概念，综合考虑油液光谱分析数据中各种磨损元素的影响，提出用健康值来定量描述综合传动运行状态的概念，并根据健康值对综合传动健康状态进行了等级划分；利用主成分分析法，对油液光谱分析数据进行主成分提取的研究分析；运用层次分析法研究主成分权重值，探讨判断矩阵的构造、一致性检验等间题；然后将二者有机的耦合，建立评价模型；实验研究表明，此方法具有很高的准确性，能够有效地判断综合传动的运行状态，对开展综合传动状态评估具有重要意义。
关键词光谱分析；PCA-AHP；综合传动；健康状态
中图分类号：U463.2；TH137.3
引言
文献标识码：A
在各种状态监测技术中，油藏光谱分析技术是近年来最为常用和经实践验证最有效的手段(1.。但是，油液光谱分析数据中元素种类繁多、信息余大，如何降低维数、提高
分析效率和精度是现在研究的重点内容之
，文献[3]利用
支持向量机加权/选择的光谱匹配算法进行降维处理，提高了分析精度，但是，在训练支持向量机时，人为的去除了。定信息。本文综合考虑原子发射光谱分析法测定的油液中各种元素的浓度值，利用主成分方法进行降维处理，并结合层次分析方法，以本课题组研制的某型履带车辆综合传动为研究对象(其结构简图如图1所示(])，建立综合传动的状态评价模型，对其健康状态进行分析研究，实验结果表明，该方法能监测综合传动内部的磨损状况。
1
综合传动健康状态与等级划分
机械设备健康状态定义 1.1
机械设备的健康可以表征为机械设备或系统能实现其预期功能的一种状态程度或能力的大小。根据可靠性维修（re-liabilitycenteredmaintenance，RCM)理论，机械设备的状态应该与其在现行使用环境下保持其特定性能的能力相对
收稿日期：2009-05-05，修订日期：2009-08-06
DOI: 10. 3964/j. issn. 1000-0593(2010)04-1008-05
应[5.们故可以将机械设备的健康进一步表述为综合实现机械设备在现行使用环境下保持特定性能的能力程度，将这些机械设备的特定性能规定为影响其状况的健康指标，用31，，，工，表示，那么可以用健康值HV(healthvalue)来定义机械设备的健康状态，其定义表达式为
HV=f(,,",I)
式中，HV为机械设备的健康值，取值范围为（0～1)，
综合传动健康状态等级划分
1.2
(1)
经过长期光谱跟踪监测分析，发现综合传动的主要敬障表现为磨损类故障(7)，光谐分析技术是分析油液中磨粒成
AAE
Planetary
Fig 1Sketch of the PSST system
1, Hydraulic torque convertor; 2; CV clutch; 3; CH clutch; 4; First shaft; 5, Steering pump; 6; Second shaft, 7, CIC2 clutch; 8; Third shaft; 9; Steering motor; 10; C3 clutch; 11: CLCR clutch
基金项目：国防"十一五"预先研究项目（62301030303)，高等学校学科创新引智计划（B08043)和总装"十一五"预研项目（40402020102)资助
作者简介：张英锋，1978年生，北京理工大学机械与车辆学院博士研究生万方数据
e-mail; zyfimportant@163.com