[發(fā)明專利]一種基于SVM的氣動控制閥氣密性故障診斷方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711266992.2
• 申請日: 2017-12-05
• 公開（公告）號: CN108120570A
• 公開（公告）日: 2018-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 尚群立;李夢強;張晶瑜;龐仁貴;馬良威;王名海;劉玉東
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學
• 主分類號: G01M3/28
• 分類號: G01M3/28;G01M13/00
• 代理公司: 杭州天正專利事務(wù)所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;黃美娟

1.一種基于SVM的氣動控制閥氣密性故障診斷方法，并利用正常工況與異常工況下的控制系統(tǒng)動態(tài)性能指標的殘差的編碼作為特征向量以及利用SVM支持向量機進行模式識別的故障診斷方法，根據(jù)氣動控制閥斜坡響應(yīng)的特點，同步采集閥位，流量，氣源氣壓，氣室壓力四種信號，與無故障時的控制閥控制系統(tǒng)動態(tài)性能指標的殘差作為特征向量，然后利用支持向量機對多種故障強度下的氣源氣壓不足以及氣室漏氣兩種故障進行分類，準確的判斷氣動控制閥的相應(yīng)狀態(tài)，具體步驟如下：

步驟1：設(shè)置弱到強八種故障強度下的氣源壓力不足以及氣室漏氣故障；

步驟2：搭建實驗回路，在氣源以及薄膜氣室處接入壓力傳感器，在閥桿處接入位移傳感器，以及與控制閥相連的管道后接入流量計；

步驟3：通過信號發(fā)出裝置發(fā)出斜坡激勵信號，通過信號采集裝置同步采集四路信號；

步驟4：根據(jù)控制閥無故障下的控制系統(tǒng)動態(tài)性能指標，與采集的故障信號做殘差，處理編碼后作為特征向量；具體包括：

步驟4.1檢測正常氣動調(diào)節(jié)閥閥位信號，通過采集閥位信號的拐點確定控制閥的控制系統(tǒng)動態(tài)性能指標；

步驟4.2對閥位信號的編碼采用兩個碼字；第一個碼字，當若故障時閥位響應(yīng)時間大于正常時，碼字為-1；小于時碼字為1；等于時碼字為0；第二個碼字，閥位進入穩(wěn)態(tài)后，與正常情況下的閥位相比，大于時碼字為1；小于碼字為-1；等于時碼字為0；

步驟4.3對流量信號進行編碼采用兩個碼字；第一個碼字，將閥位未動作之前的流量值與正常情況下的流量值比較，大于時碼字為1；小于時碼字為-1；等于時碼字為0；第二個碼字，將閥位穩(wěn)定后的流量值與正常情況下的流量值比較，大于時碼字為1；小于時碼字為-1；等于時碼字為0；

步驟4.4對氣室氣壓進行編碼采用兩個碼字；第一個碼字，若故障時氣室氣壓響應(yīng)時間大于正常時，碼字為-1；小于時碼字為1；等于時碼字為0；第二個碼字，氣室氣壓進入穩(wěn)態(tài)后，與正常情況下的氣室氣壓相比，大于時碼字為1；小于碼字為-1；等于時碼字為0；

步驟4.5對氣源壓力的編碼采用兩個碼字；碼子：當故障氣源氣壓小于正常氣源氣壓時碼子為-1；等于時碼子為0；

步驟4.6對氣源氣壓與氣室氣壓的差值進行編碼；進入穩(wěn)態(tài)后，氣源氣壓大于氣室氣壓時碼字為0，小于時為-1；

步驟4.7將對閥位，流量，氣室氣壓，氣源壓力的編碼作為特征向量；步驟5：利用SVM支持向量機對弱到強八種故障強度下的氣源壓力不足以及氣室漏氣兩種故障以及正常工況下的特征向量進行模式識別；具體包括：

步驟5.1：SVM支持向量機訓練；

步驟5.2：SVM支持向量機測試；

步驟6：確定氣動控制閥的故障類型以及故障。