[發(fā)明專(zhuān)利]基于模糊Petri網(wǎng)的風(fēng)電機(jī)組液壓變槳系統(tǒng)故障診斷方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310182102.5
• 申請(qǐng)日: 2013-05-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103278328A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊錫運(yùn);李金霞;陳嵩;肖運(yùn)啟
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華北電力大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01M15/00
• 分類(lèi)號(hào): G01M15/00
• 代理公司: 北京眾合誠(chéng)成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 薄觀玖

1.一種基于模糊Petri網(wǎng)的風(fēng)電機(jī)組液壓變槳系統(tǒng)故障診斷方法，其特征在于，該方法步驟如下：

1）建立風(fēng)電機(jī)組液壓變槳系統(tǒng)的模糊Petri網(wǎng)模型，以描述液壓變槳系統(tǒng)的故障傳播的過(guò)程

將給出的故障事件作為頂事件,再找出事件發(fā)生的直接原因，依此類(lèi)推，直到找出導(dǎo)致系統(tǒng)故障的最底層原因，建立液壓變槳距系統(tǒng)的故障Petri網(wǎng)模型；

2）根據(jù)模糊Petri網(wǎng)模型及庫(kù)所間的邏輯關(guān)系，獲得液壓變槳系統(tǒng)各故障庫(kù)所的可達(dá)集合、立即可達(dá)集合和相鄰庫(kù)所集合；

3）風(fēng)電機(jī)組液壓變槳機(jī)構(gòu)的故障診斷

通過(guò)分析故障庫(kù)所的可達(dá)集合、立即可達(dá)集合和相鄰庫(kù)所集合，根據(jù)模糊產(chǎn)生式規(guī)則、變遷觸發(fā)規(guī)則和模糊推理算法，進(jìn)行模糊反向并行推理過(guò)程，搜索出故障發(fā)生的路徑，確定故障產(chǎn)生原因并得到故障庫(kù)所的可信度；

所述可達(dá)集合、立即可達(dá)集合和相鄰庫(kù)所集合——一個(gè)庫(kù)所的可達(dá)集合RS(P_i)是庫(kù)所P_i觸發(fā)一系列變遷后能夠到達(dá)的庫(kù)所集合，即庫(kù)所P_i經(jīng)過(guò)一個(gè)或多個(gè)變遷只要能夠達(dá)到的集合都可以組成該庫(kù)所的可達(dá)集合RS(P_i)；立即可達(dá)集IRS(P_i)是庫(kù)所P_i觸發(fā)一個(gè)變遷t_i后就能夠達(dá)到的庫(kù)所集合，即庫(kù)所P_i只能夠經(jīng)過(guò)一次變遷而不是經(jīng)過(guò)多次變遷轉(zhuǎn)移達(dá)到的集合從而實(shí)現(xiàn)立即可達(dá)的目的；相鄰庫(kù)所集AP(P_ij)是許多同庫(kù)所P_i一樣經(jīng)過(guò)一個(gè)變遷便能夠立即達(dá)到的集合，即對(duì)于一個(gè)有多輸入庫(kù)所的變遷來(lái)說(shuō)，除了該輸入庫(kù)所P_i，其他經(jīng)過(guò)該變遷的庫(kù)所所組成的集合就構(gòu)成了該庫(kù)所的相鄰庫(kù)所集合AP(P_ij)；

所述模糊產(chǎn)生式規(guī)則是指根據(jù)液壓變槳系統(tǒng)的模糊petri網(wǎng)所示的邏輯關(guān)系，生成的若干規(guī)則；

所述變遷觸發(fā)規(guī)則是指前提庫(kù)所可信度α(P_k)和與變遷閾值的大小進(jìn)行比較，如果庫(kù)所可信度則表示變遷t_i能夠被觸發(fā)，否則變遷t_i不能夠被觸發(fā)；

所述模糊推理算法，步驟為：

步驟1:假設(shè)庫(kù)所P₀出現(xiàn)故障，如果P₀屬于立即可達(dá)集合IRS(P_i)，則先找到該庫(kù)所P₀對(duì)應(yīng)的立即可達(dá)集合IRS(P_i)的規(guī)則可信權(quán)值最大的CF(t_i)對(duì)應(yīng)的前提庫(kù)所P_i，記下故障路徑P_i-P₀，轉(zhuǎn)步驟2，如果P₀不屬于任何立即可達(dá)集合，轉(zhuǎn)步驟10；

步驟2:重復(fù)步驟1，繼續(xù)查找P_i對(duì)應(yīng)規(guī)則可信權(quán)值最大的前提庫(kù)所P_s，然后再重復(fù)步驟1，找P_s的前提庫(kù)所，依此類(lèi)推直到找到的底庫(kù)所P_f不屬于任意立即可達(dá)集合IRS(P_i)，即P_f不存在前提庫(kù)所，則可確定一條故障路徑P_f-P_n-…P_s-P_i-P₀；

步驟3：根據(jù)專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)得故障路徑上最后一個(gè)前提庫(kù)所P_f的故障可信度；

步驟4：將前提庫(kù)所P_f的故障可信度與前提庫(kù)所P_f到結(jié)論庫(kù)所P_n間變遷t_i的變遷閾值進(jìn)行比較，如果則表示變遷t_i能夠被觸發(fā)，則該事件能夠發(fā)生，將規(guī)則可信權(quán)值CF(t_i)和前提庫(kù)所P_f故障可信度α(P_f)相乘得到結(jié)論庫(kù)所P_n的故障可信度α(P_n)：α(P_n)＝CF(t_i)×α(P_f)，轉(zhuǎn)到步驟8；否則，轉(zhuǎn)步驟5；

步驟5：如果則表示變遷t_i不能夠被觸發(fā)，則該事件不能夠發(fā)生，標(biāo)記為v(t_i)＝1表示該變遷不能被觸發(fā)，且已訪(fǎng)問(wèn)該事件，轉(zhuǎn)到步驟6；

步驟6:對(duì)比結(jié)論庫(kù)所P_n所屬的立即可達(dá)集合IRS(P_n)，尋找次大的規(guī)則可信權(quán)值，如果找到次大的規(guī)則可信權(quán)值，則將次大的規(guī)則可信權(quán)值設(shè)置為最大的規(guī)則可信權(quán)值，轉(zhuǎn)入步驟2繼續(xù)執(zhí)行，這樣會(huì)重新確定一條故障新路徑，然后轉(zhuǎn)入步驟3；

步驟7：如果步驟6中沒(méi)有找到次大的規(guī)則可信權(quán)值，令步驟6中結(jié)論庫(kù)所為新前提庫(kù)所，判斷該新的前提庫(kù)所為是否為故障頂事件P₀，如是則轉(zhuǎn)步驟9，否則找到新前提庫(kù)所對(duì)應(yīng)的結(jié)論庫(kù)所，然后將其結(jié)論庫(kù)所定義為新P_n，重復(fù)步驟6，尋找新路徑；

步驟8：令步驟5中的結(jié)論庫(kù)所變成前提庫(kù)所，重復(fù)步驟4、步驟5，計(jì)算出最終故障路徑…-…-P₀，得到這條路徑導(dǎo)致庫(kù)所P₀的故障可信度α(P₀)，轉(zhuǎn)步驟9；

步驟9：返回α(P₀)的值得到該故障路徑導(dǎo)致庫(kù)所P₀出現(xiàn)故障的可信度大小，觀察變遷轉(zhuǎn)移的過(guò)程，即故障產(chǎn)生的最可靠的路徑，查看導(dǎo)致庫(kù)所P₀出現(xiàn)故障的原因，完成風(fēng)電機(jī)組液壓變槳系統(tǒng)的故障診斷，推理結(jié)束；

步驟10：返回α(P₀)=0，v_i＝1，表示沒(méi)有找到故障路徑和原因，推理結(jié)束。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于模糊Petri網(wǎng)的風(fēng)電機(jī)組液壓變槳系統(tǒng)故障診斷方法，其特征在于，所述模糊產(chǎn)生式規(guī)則是指根據(jù)液壓變槳系統(tǒng)的模糊petri網(wǎng)所示的邏輯關(guān)系生成的規(guī)則為：如果P₁(庫(kù)所P₁的含義為液壓泵供油少)發(fā)生，那么P₁₂(庫(kù)所P₁₂的含義為剎車(chē)解除回路壓力不足)發(fā)生，該規(guī)則的可信權(quán)值CF(t_i)＝0.88，P₁稱(chēng)為前提庫(kù)所，P₁₂稱(chēng)為結(jié)論庫(kù)所。