[發明專利]一種消防電源控制系統的故障自診斷方法

有效

• 申請號: 201510345042.3
• 申請日: 2015-06-19
• 公開（公告）號: CN104865959B
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發明（設計）人: 劉克平;李巖;趙彬;徐鵬;寧玥
• 申請（專利權）人: 長春工業大學
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于控制系統故障診斷技術領域，涉及到一種消防電源控制系統的故障自診斷方法，特別涉及到一種消防電源控制系統的故障自診斷的模糊聚類分析方法。

背景技術

消防電源控制系統現已應用到社會上諸多領域(場所)，如學校、醫院、商場、辦公樓、工業生產車間等，其作用是在斷電發生的情況下確保提供所需的應急電力，以降低因為斷電而造成的人身傷害和財產損失，為人們生產和生活提供安全保障。但是，消防電源控制系統經過一段時間的運行也難免發生故障，其發生故障后的故障診斷就成為不可回避的問題。

目前消防電源控制系統故障診斷技術主要依靠電池巡檢儀采集并記錄系統運行時主要技術指標，一旦系統發生故障，需要工作人員調取檢測值并通過其變化來判斷系統故障原因，現有技術的主要缺點是：系統自身無法實現故障自診斷；工作人員判斷系統故障原因需要一定的時間；在消防電源控制系統運行時，可能引起消防電源控制系統發生故障的原因很多，并且各種因素之間存在耦合性，導致故障原因存在模糊性、復雜性，工作人員不能準確判斷出消防電源的故障原因，有時可能需要廠家派技術人員到現場調研診斷，給消防電源控制系統恢復正常運行帶來極大的麻煩。

發明內容

本發明要解決的技術問題是針對現有的消防電源控制系統故障診斷技術無法快速準確診斷出系統故障原因的缺點，提供了一種消防電源控制系統的故障自診斷方法，當系統發生故障時，系統自身能夠快速準確地診斷出故障原因，為消防電源控制系統提供了一種更有效的故障診斷方法。

本發明包括以下步驟：

(1)、獲取消防電源控制系統各種狀況下的電池巡檢儀采集到的故障信息，所述故障信息也包括消防電源控制系統在市電供電或逆變供電情況下系統運行正常的信息；所述故障信息為電池電壓、電池斷線檢測電壓、市電輸入電壓、逆變輸出電壓、逆變輸入電流、輸出電流和逆變時間。

(2)、根據模糊聚類分析算法對獲取的故障信息進行聚類分析，得到各種狀況下的故障特征信息及故障原因，根據聚類結果建立系統故障診斷數據庫；

(3)、通過電池巡檢儀獲取消防電源系統的故障信息；

(4)、根據獲取的故障信息，進行計算，得到系統故障特征信息；

(5)、根據系統故障特征信息，從故障診斷數據庫查找與之匹配的故障診斷信息，所述故障診斷信息包括逆變電源控制系統在各種運行狀況時發生故障的故障特征信息及其故障原因；

(6)、通過系統顯示單元顯示系統故障原因或正常工作狀態。

優選地，步驟(2)包括以下子步驟：

(01)根據獲取到的消防電源控制系統在所有狀況下的故障信息建立樣本空間，表達式為：

X＝{x_i|i＝1,2,…,n}

n為系統采集變量總數，特征向量x_i＝(x_i1,x_i2,…,x_it)∈R^t，x_i為每次采集相應變量數值，t為每個變量采集次數。

(02)建立標準化特征矩陣，并按照模糊矩陣要求，使數據在區間[0,1]上。

首先，建立原始特征矩陣，將矩陣做平移標準差變換，得到一次變換矩陣X’，表達式為：

其中x’_ij為一次變換矩陣，為j的平均值，σ_j為指標j的標準差。n為系統采集變量總數，t為每個變量采集次數。

然后，將X’做平移極差變換得到二次變化矩陣X”，表達式為：

其中x’_ij為一次變換矩陣，x”_ij為二次變化矩陣。min{x’_ij}為一次變換矩陣x’_ij取得最小值，max{x’_ij}為一次變換矩陣x’_ij取得的最大值。

(03)建立模糊相似矩陣R＝(r_ig)_n×t，采用夾角余弦法進行矩陣的相似變換，r_ig表示樣本x_i與樣本x_g之間的相似程度，表達式為：