[發明專利]一種基于定性模型的電氣系統故障診斷方法

無效

• 申請號: 201310372926.9
• 申請日: 2013-08-23
• 公開（公告）號: CN103412223A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 王日新;徐敏強;金洋
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 楊立超

1.一種基于定性模型的電氣系統故障診斷方法，以定性描述方法建立電氣系統的定性模型后，其特征在于它的診斷步驟如下：

步驟一：離線階段，利用電氣系統定性模型的結構信息和測點布置信息建立系統的數據傳播模型；

步驟二：通過計算數據傳播模型中的解析冗余獲得系統的最小沖突候選集；

步驟三：在線階段，利用測點的測量信息與各個沖突候選集中部件功能模型的推理結果進行比較，評估沖突候選集是否存在沖突：如果否，說明系統狀態正常，等待下一次測量對沖突候選集重新進行評估，如果是，說明系統狀態發生了異常，將發生異常的沖突候選集標記為沖突集；

步驟四：通過計算沖突集集合的最小碰集獲得診斷解集合；

步驟五：對每一個診斷解，遍歷它的故障模式，將故障模式的推理值與觀測值進行匹配，查找能夠完全匹配的故障模式，該故障模式就是故障部件當前的故障狀態。

2.根據權利要求1所述的一種基于定性模型的電氣系統故障診斷方法，其特征在于在步驟一中：

定義一個系統的數據傳播模型是一個有向圖G={V,E}，其中，節點v_i∈V表示系統結構中連接兩個部件之間的邊，邊e_i∈E表示系統結構中的部件，e_i∈E的方向描述了系統中數據流的流向；

利用系統的結構信息和測點布置信息建立系統的數據傳播模型的具體過程為：

首先，建立描述系統結構的有向圖模型G={V,E}；

其次，在有向圖模型中將聯接兩個部件的邊作為數據傳播節點v_i∈V；

最后，在有向圖模型中將部件節點變為聯接兩個相鄰數據傳播節點的邊e_i∈E；

這樣，就得到了系統的數據傳播模型。

3.根據權利要求2所述的一種基于定性模型的電氣系統故障診斷方法，其特征在于步驟二的具體實現過程為：

首先，在系統的結構模型中針對每一個節點，判斷是否存在解析冗余，如果是，則說明該結構模型中存在最小沖突候選集，如果否，則說明不存在，結束；

其次，依次約束懸掛該結構模型中的每一個節點，即忽略該部件在結構中的作用，如果懸掛一個節點后仍然存在解析冗余，則繼續懸掛其它的節點，否則如果結構模型中的任意節點被懸掛后，都不存在解析冗余，則由這些節點組成的集合為一個最小沖突候選集；

最終，所有的最小沖突候選集組成的集合就是該系統的最小沖突候選集集合。

4.根據權利要求1、2或3所述的一種基于定性模型的電氣系統故障診斷方法，其特征在于解析冗余的計算過程為：

對所述解析冗余的計算過程中需要用到的概念進行如下定義：

在數據傳播模型G={V,E}中，如果一個節點v_i∈V是確定節點，那么該節點的值在每一次傳播的過程中是可以唯一確定且可知的，并且與數據傳遞無關；在數據傳播模型G={V,E}中，只有輸入或輸出的節點稱為外部節點；在數據傳播模型G={V,E}中，如果一個節點v_i∈V存在解析冗余，那么對系統的一次觀測中，至少有兩個確定節點v₁∈V和v₂∈V與v_i之間存在一條通路；在數據傳播模型G={V,E}中，未知節點是這樣一些外部節點，它們的值是不能唯一確定的；在數據傳播模型G={V,E}中，未知路徑是指包含未知節點的路徑；

假設V為輸入系統的節點集，E為邊集，U為未知節點集，OBS為確定節點集；則以V，E，U，OBS為輸入，解析冗余節點集AR為輸出，根據以上定義得到的計算解析冗余的步驟為：

第1步：得到要計算解析冗余的節點集A=V-OBS-U；

第2步：根據集合E、A、OBS，通過先深搜索算法來計算輸入節點集中的數據傳播路徑集合M；

第3步：若A不空，則取A中的節點A_i，否則轉到第7步；

第4步：若M中存在包含A_i的路徑M_ij且未被測試過，則取出該路徑，否則轉到第3步；

第5步：若M_ij中不存在未知節點，則標記A_i；

第6步：若A_i的標記大于或等于2，則A_i節點存在解析冗余，將其歸入AR，轉到第3步；

第7步：算法結束。