[發(fā)明專利]基于Malek模型的系統(tǒng)故障診斷方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611037746.5
• 申請日: 2016-11-23
• 公開（公告）號: CN106776088A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設計）人: 劉翠;歸偉夏
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: G06F11/07
• 分類號: G06F11/07
• 代理公司: 廣西南寧公平知識產權代理有限公司45104
• 代理人: 覃現凱

1.一種基于Malek模型的系統(tǒng)故障診斷方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：Malek模型下指定無故障結點方法生成初始種群，所生成的初始種群中的每個個體即一個二進制串對應于多機系統(tǒng)，個體中的每一位即一個二進制位對應于系統(tǒng)中的結點；

步驟2：根據Malek模型設計結點狀態(tài)的約束方程，設計合適的適應度函數，然后計算種群中個體的適應度，根據適應度判斷種群中是否含有適應度值為1的個體，若沒有，則執(zhí)行步驟3；若有，則直接輸出系統(tǒng)故障集合，診斷結束；

步驟3：對種群進行如下遺傳操作：

3.1選擇操作：采用輪盤賭選擇方法，計算每個個體的累加選擇概率，適應度高的個體優(yōu)先被選擇作為下一代的個體；同時，引入存優(yōu)操作，用適應度最高的個體替代下一代中適應度最小值對應的個體；

3.2變異操作：采用二進制變異，根據種群中個體每個結點的適應度和變異概率p_m隨機選擇種群中的某個結點進行變異，將0和1之間進行轉換；

3.3交叉操作：根據種群中個體的適應度，從種群中隨機選擇p_c·popsize個個體，其中p_c表示交叉概率，popsize表示種群中所包含個體的數目；再從剩下種群中隨機選擇這些個體的配對個體，采取單點交叉方法，隨機選擇一個交叉點，對兩個父串進行交叉操作，得到新的遺傳個體；

3.4判斷交叉操作后個體中狀態(tài)為故障的結點數目t是否滿足t-可診斷系統(tǒng)，即判斷狀態(tài)為故障的結點數目t是否滿足2×t+1≤n條件，若滿足，則執(zhí)行步驟4；若不滿足，則重新執(zhí)行上述步驟3.1～3.3；

步驟4：計算新種群中每個個體的適應度，判斷種群中是否含有適應度為1的個體，若有，則直接輸出系統(tǒng)故障集合，診斷結束；若沒有，則繼續(xù)讓種群循環(huán)迭代執(zhí)行步驟3，直至找出適應度為1的個體。

2.根據權利要求1所述的基于Malek模型的系統(tǒng)故障診斷方法，其特征在于所述步驟1中采用Malek模型下指定無故障結點方法生成初始種群包括如下步驟：

(1)在包含n個結點的多機系統(tǒng)中，隨機指定一個結點k的狀態(tài)為無故障；

(2)根據結點k的度，找到與結點k相鄰的結點j，若S(k,j)＝0，則表示結點k和結點j的測試結果相同，結點j的狀態(tài)為無故障；若S(k,j)＝1，則表示結點k和結點j的測試結果不相同，結點j的狀態(tài)為有故障，其中S(k,j)表示在給結點k與結點j分配相同測試任務的情況下，兩結點之間的比較結果；

(3)將步驟(2)得到的每個狀態(tài)為無故障的結點進行步驟2；

(4)對未知狀態(tài)的結點隨機指定狀態(tài)；

(5)判斷狀態(tài)為故障的結點數目t是否滿足t-可診斷系統(tǒng)，若不滿足，則返回執(zhí)行步驟(1)；若滿足，則執(zhí)行步驟(6)；

(6)按照步驟(1)～(5)循環(huán)迭代popsize次，即可得到大小為popsize的初始種群。

3.根據權利要求1所述的基于Malek模型的系統(tǒng)故障診斷方法，其特征在于所述步驟2包括如下步驟：

定義Malek模型下結點的狀態(tài)f(u_k,u_j)與比較邊e_kj滿足以下約束方程：

設計適應度函數：dd(v[k])＝|{e_kj∈E且滿足f(u_k,u_j)}|，其中，dd(v[k])表示與結點k鄰接的結點且滿足約束方程f(u_k,u_j)的結點個數和；

計算個體i中結點j的適應度：其中dd(v[j])表示與結點j鄰接的結點j₁且滿足約束方程的結點個數和，d(v[j])表示結點j的度；

計算種群中每個個體的適應度：其中FT(v[i])表示個體i的適應度，n表示系統(tǒng)中包含n個結點。