基于RS-CART决策树的航空发动机小样本故障诊断

作者：庞梦洋; 索中英; 郑万泽; 徐宇恒; 包壮壮; 黄林

来源：航空动力学报, 2020, 35(07): 1559-1568.

DOI：10.13224/j.cnki.jasp.2020.07.024

• 故障诊断
• 属性约简
• 分类与回归树
• GINI系数
• 规则提取

针对CART(classification and regression tree)分类决策树构建过程中由于小样本集特征维数高及噪声等造成的过拟合问题,在CART决策树算法训练过程中引入基于互信息的粗糙集(rough sets,RS)属性约简,考虑信息熵与基尼(GINI)系数刻画样本集"纯净度"的相似关系,对历史故障数据进行属性约简,降低属性维度以优化训练集,在此基础上构建分类决策树,可视化输出规则。实验结果表明:将改进的CART决策树算法应用于某型航空发动机油液故障诊断,提取的规则可解释性强,能够减小冗余属性及噪声对决策的影响,与常用故障诊断算法相比,该模型的诊断准确率提升20%左右,AUC(area under curve)值高达92%,可以有效处理高维离散型航空发动机小样本故障问题。

• 单位
  空军工程大学