[發(fā)明專利]一種冷軋液壓AGC系統(tǒng)故障診斷策略設計方法

在審

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• 申請日: 2017-05-31
• 公開（公告）號: CN107291997A
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發(fā)明（設計）人: 黃丹丹;陸寧云;姜斌
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所32237
• 代理人: 賀翔

1.一種冷軋液壓AGC系統(tǒng)故障診斷策略優(yōu)化設計方法，其特征在于，包括：

S1、數(shù)學等效液壓AGC系統(tǒng)的液壓缸、伺服閥、軋輥輥系、控制器、入口側(cè)測厚儀、背壓回油管道和位移傳感器，得到與所述液壓AGC系統(tǒng)等效的數(shù)學模型，通過所述數(shù)學模型模擬故障，根據(jù)所述故障選取測試點，依據(jù)所述測試點建立所述液壓AGC系統(tǒng)的多信號模型和故障依賴矩陣；

S2、計算所述測試點間的歐氏距離，通過所述歐氏距離對所述測試點進行冗余度分析并刪除冗余測試點，得到簡化多信號模型依賴矩陣；

S3、所述簡化多信號模型依賴矩陣加載能夠一步回溯的信息熵算法，參考所述故障依賴矩陣,生成所述液壓AGC系統(tǒng)的診斷策略。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種冷軋液壓AGC系統(tǒng)故障診斷策略優(yōu)化設計方法，其特征在于，所述故障包括：f₁-伺服閥增益故障、f₂-油液中混入空氣、f₃-負載阻尼變化、f₄-泄漏故障、f₅-位移傳感器故障、f₆-入口側(cè)測厚儀故障、f₇-出口側(cè)測厚儀故障。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種冷軋液壓AGC系統(tǒng)故障診斷策略優(yōu)化方法，其特征在于，所述測試點包括：t₁-伺服放大器輸入電壓、t₂-伺服閥的空載流量、t₃-軋制力、t₄-液壓缸位移、t₅-出口厚度、t₆-位移傳感器輸出、t₇-入口側(cè)測厚儀輸出、t₈-出口側(cè)測厚儀輸出。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種冷軋液壓AGC系統(tǒng)故障診斷策略優(yōu)化方法，其特征在于，在所述S1中，建立所述故障依賴矩陣包括：

測算所述測試點的歐幾里得距離，根據(jù)區(qū)間劃分策略得到所述測試點的故障模式特征值，所述故障模式特征值構(gòu)成所述故障依賴矩陣。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種冷軋液壓AGC系統(tǒng)故障診斷策略優(yōu)化方法，其特征在于，所述區(qū)間劃分策略包括：

l＜1，所述故障模式特征值標定為0；

1≤l＜100，所述故障模式特征值標定為1；

100≤l＜1000，所述故障模式特征值標定為2；

l≥1000，所述故障模式特征值標定為3；

其中，l是所述測試點的歐幾里得距離。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種冷軋液壓AGC系統(tǒng)故障診斷策略優(yōu)化方法，其特征在于，在所述S2中，所述冗余度分析，包括：

計算待測測試點與其他所述測試點的歐氏距離，若所述待測測試點與其他所述測試點之間的歐式距離相同，則所述待測測試點為冗余測試點。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種冷軋液壓AGC系統(tǒng)故障診斷策略優(yōu)化方法，其特征在于，在S3中，所述診斷策略設計包括：

SS1、將故障狀態(tài)集F設置為根節(jié)點，定義變量X，定義測試點集為變量t,生成故障診斷樹；

SS2、根據(jù)故障依賴矩陣,對X分別施加可選測試，測試t_j將故障狀態(tài)集X劃分為

Xja={fi|dij=a,∀fi∈X}---(1)]]>

其中，a表示根據(jù)歐幾里得距離標定的故障模式特征值,0≤a≤3；f_i表示故障狀態(tài)集F中的一種故障狀態(tài)；d_ij表示故障依賴矩陣中的元素,j＝1,2,3…8，i＝1,2,3…7；

SS3、根據(jù)信息熵算法，即公式(2)，從所述可選測試中選出具有最大單位信息增益的測試，記為t_j′，

k=argmaxj{I(F;tj)cj}---(2)]]>

其中，I(F；t_j)表示測試t_j提供的關(guān)于故障集F的信息量，c_j表示測試t_j的測試代價，j＝1,2,3…8，i＝1,2,3…7，

根據(jù)公式(2)的信息熵算法，由所述故障診斷樹的左至右，生成由X_ja出發(fā)的子樹，所述子樹對應一個故障狀態(tài)子集，計算所述故障診斷樹中每個所述故障狀態(tài)子集的期望測試代價h(X_ja)

h(Xja)=Σi=1mP(fi)(Σj=1|Pi|cj)---(3)]]>

其中，p(f_i)表示故障f_i的先驗概率，m表示故障集F包含的故障狀態(tài)個數(shù)，j＝1,2,3…8，i＝1,2,3…7；

SS4、計算所述測試點t_j的測試代價；

htj=cj+Σa=0k-1P(Xja)h(Xja)---(4)]]>

SS5、選出所述中最小測試代價值對應的測試點，記為t_j″；

SS6、根據(jù)t_j″對故障狀態(tài)集X進行重新劃分，從左至右，分別令t_j″的子集為待劃分的測試集，重復步驟SS2—SS5，選出下一步具有最小測試代價的測試，如果所述最小測試代價的測試和SS3中的t_j′相同，則執(zhí)行步驟SS7；否則，計算t_j″的子集的期望測試代價，并向上回溯給測試點t_j″，重新計算并更新測試點t_j″的測試代價，并選出具有最小測試代價的測試，記為t*；

SS7、令t*的子集為X，變量t包含了除t*外其他測試，運行上述算法，直到X不再可分。