[發明專利]一種基于信號測試的印刷設備遠程故障診斷方法及系統

在審

• 申請號: 201710037405.6
• 申請日: 2017-01-19
• 公開（公告）號: CN106951197A
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發明（設計）人: 王儀明;許文才;武淑琴;柴承文;喬鋅;焦琳青
• 申請（專利權）人: 北京印刷學院
• 主分類號: G06F3/12
• 分類號: G06F3/12;G06K9/62
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于信號測試的印刷設備遠程故障診斷方法及系統，包括現場數據采集平臺、數據和系統維護中心、印刷設備監測及服務平臺三部分，由Inernet技術實現三部分間的信息傳輸，其特征在于，包括以下步驟：1)印刷設備測試信號的采集；2)基于One-Class SVM的印刷設備異常檢測；3)異常檢測最佳核函數及參數選擇；4)故障模式識別中基礎故障概率的獲取；5)多傳感器特征信息融合診斷方法；6)故障診斷數據庫的設計；7)系統整體結構及通訊方式；8)故障診斷的遠程實現；9)系統功能實現。

2.根據權利要求1所述的一種基于信號測試的印刷設備遠程故障診斷方法及系統，其特征在于：所述步驟1)中對印刷設備測試信號的采集，包括離散狀態信號，連續狀態信號和印刷圖文信息。

3.根據權利要求1所述的一種基于信號測試的印刷設備遠程故障診斷方法及系統，其特征在于：所述步驟2)中One-Class SVM異常診斷方法，通過采集少量印刷設備正常狀態，經自適應學習后形成特征輪廓，之后識別異于該輪廓的故障狀態，從而實現印刷設備異常狀態檢測。

4.根據權利要求1所述的一種基于信號測試的印刷設備遠程故障診斷方法及系統，其特征在于：所述步驟3)中異常檢測最佳核函數是選取高斯核函數作為原始數據映射到特征空間的非線性映射函數，核參數σ采用參數尋優方法，將原始數據一部分作為測試數據，不斷優化參數，得到最優特征輪廓。

5.根據權利要求1所述的一種基于信號測試的印刷設備遠程故障診斷方法及系統，其特征在于：所述步驟3)中針對印刷設備典型故障的異常檢測方法，將正常狀態下的印刷設備信號特征作為樣本集，將樣本集通過核函數映射到高維特征空間，同時在高維空間中尋找一個以a為圓心，以R為半徑的超球體，并引入松弛變量ξ_i，使得超球體盡可能包含所有數據樣本，同時為了減少判斷誤差，需要該超球體容積盡量小，通過優化公式(1)得到包含大多數目標訓練樣本的超球ε(R，a，ξ)，如公式(1)：

式(1)中：l為樣本數；Φ(x_i)為輸入樣本x_i的映射函數；a為高維空間中的某一圓心，R為超球半徑，v作為一種折中尺度，可通過印刷設備實際運行情況選取。減小v值，可將數據盡可能放入球內；增大v值，可盡量縮小球半徑，以保證判別準確性。

使用Lagrange函數，并引入核函數得到該優化問題的對稱解，如公式(2)：

式(2)中，對應α_i＝0的樣本在超球內；對應的樣本在超球面上，故稱a_i稱為支持向量。K(x_i，x_j)＝<Φ(x_i)·Φ(x_j)>為核函數。引入判決函數f(x)，如公式(3)：

作為判別新樣本的準則，判斷高維空間樣本點與超球體中心的距離，即當f(x)≤0，為印刷設備狀態正常；反之，狀態異常。

6.根據權利要求1所述的一種基于信號測試的印刷設備遠程故障診斷方法及系統，其特征在于：所述步驟4)中采用多類支持向量機逐一投票的方式來獲取印刷設備故障診斷基礎概率，每類故障票數和總票數之比為信號特征對應第j種故障的基本概率p(j)如公式(5)。

其中，V(j)為最終每類票數，m為故障樣本個數，j＝1，2，…，m。