[發(fā)明專(zhuān)利]一種電氣設(shè)備健康管理系統(tǒng)和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810909793.7
• 申請(qǐng)日: 2018-08-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109102189B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊璇;尹江飛
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 楊璇;尹江飛
• 主分類(lèi)號(hào): G06Q10/06
• 分類(lèi)號(hào): G06Q10/06;G06Q10/04;G06N5/04;G06N3/02
• 代理公司: 武漢紅觀專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 42247
• 代理人: 陳凱

1.一種電氣設(shè)備健康管理方法，其包括以下步驟：

S101、獲取電氣設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，剔除運(yùn)行參數(shù)中的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)和不良數(shù)據(jù)，對(duì)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行濾波、數(shù)理統(tǒng)計(jì)和特征參數(shù)提取處理；

S102、建立電氣設(shè)備物理或數(shù)學(xué)模型，根據(jù)處理后的運(yùn)行參數(shù)，獲取正常狀態(tài)下輸出的理論期望值，與實(shí)際的輸出值進(jìn)行比較，通過(guò)參數(shù)辨識(shí)和統(tǒng)計(jì)，進(jìn)行電氣設(shè)備的健康評(píng)估和故障預(yù)測(cè)的初步評(píng)估預(yù)測(cè)；

S103、歸納電氣設(shè)備發(fā)生故障時(shí)的運(yùn)行參數(shù)，通過(guò)數(shù)據(jù)擬合方式，建立映射關(guān)系，輸入處理后的運(yùn)行參數(shù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，通過(guò)映射關(guān)系，獲得分析的最終結(jié)果，根據(jù)最終結(jié)果不斷地對(duì)數(shù)據(jù)擬合方式進(jìn)行校正，不斷的更新數(shù)據(jù)擬合方式，分析的最終結(jié)果是健康評(píng)估和故障預(yù)測(cè)的二次評(píng)估預(yù)測(cè)結(jié)果；

S104、結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，將電氣設(shè)備運(yùn)行參數(shù)及對(duì)應(yīng)的健康狀態(tài)作為樣本輸入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，訓(xùn)練后得到知識(shí)庫(kù)及相應(yīng)的推理庫(kù)，然后將電氣設(shè)備實(shí)時(shí)參數(shù)輸入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，利用知識(shí)庫(kù)和推理庫(kù)進(jìn)行分析，得到健康評(píng)估和故障預(yù)測(cè)結(jié)果；

S105、根據(jù)健康評(píng)估和故障預(yù)測(cè)結(jié)果，對(duì)電氣設(shè)備的任務(wù)計(jì)劃進(jìn)行安排；

所述S103中，建立映射關(guān)系的方法為：歸納多組案例中故障發(fā)生前出現(xiàn)的異常數(shù)據(jù)，總結(jié)故障發(fā)生時(shí)，異常數(shù)據(jù)的出現(xiàn)規(guī)律，根據(jù)異常數(shù)據(jù)出現(xiàn)的規(guī)律和故障之間的關(guān)系，形成映射關(guān)系。

2.如權(quán)利要求1所述的一種電氣設(shè)備健康管理方法，其特征在于：所述S101中獲取電氣設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)的方法包括：通過(guò)數(shù)據(jù)總線(xiàn)從安裝在電氣設(shè)備的傳感器上在線(xiàn)采集電氣設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)或通過(guò)電氣設(shè)備管理人員的定期巡檢獲取運(yùn)行參數(shù)。

3.一種電氣設(shè)備健康管理系統(tǒng)，其包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和通信接口，其特征在于：還包括運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊、評(píng)估預(yù)測(cè)模塊和推理決策模塊；

所述數(shù)據(jù)采集模塊采集電氣設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，并將采集的運(yùn)行參數(shù)傳送給數(shù)據(jù)處理模塊；

所述數(shù)據(jù)處理模塊接收數(shù)據(jù)采集模塊傳送的運(yùn)行參數(shù)，剔除運(yùn)行參數(shù)中的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)和不良數(shù)據(jù)，對(duì)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行濾波、數(shù)理統(tǒng)計(jì)和特征參數(shù)提取處理，獲取初步處理數(shù)據(jù)，將處理后的運(yùn)行參數(shù)傳給運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊；

所述運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊接收數(shù)據(jù)處理模塊處理后的運(yùn)行參數(shù)，設(shè)定參數(shù)閾值或期望值，將特征參數(shù)與期望值或參數(shù)閾值進(jìn)行比較，評(píng)估電氣設(shè)備當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)，并將電氣設(shè)備的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)傳送給評(píng)估預(yù)測(cè)模塊和推理決策模塊；

所述評(píng)估預(yù)測(cè)模塊接收運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊傳送的電氣設(shè)備當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)，判斷電氣設(shè)備健康狀態(tài)，對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行健康狀態(tài)評(píng)估，在預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)對(duì)電氣設(shè)備的健康狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)，并將健康狀態(tài)評(píng)估和故障預(yù)測(cè)的結(jié)果傳送給推理決策模塊；

所述推理決策模塊接收運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊的運(yùn)行狀態(tài)信息、評(píng)估預(yù)測(cè)模塊的健康狀態(tài)評(píng)估和故障預(yù)測(cè)結(jié)果，對(duì)電氣設(shè)備未來(lái)的任務(wù)計(jì)劃進(jìn)行安排，并通過(guò)決策后的實(shí)施效果不斷完善決策依據(jù)；

所述通信接口是系統(tǒng)與外部設(shè)備的通訊方式，支持多種通訊方式，推理決策模塊通過(guò)通信接口實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互；

所述評(píng)估預(yù)測(cè)模塊包括數(shù)學(xué)模型單元；

所述數(shù)學(xué)模型單元接收運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊傳來(lái)的電氣設(shè)備當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)信息，做參數(shù)辨識(shí)和統(tǒng)計(jì)處理，輸出電氣設(shè)備的健康評(píng)估和故障預(yù)測(cè)的初步處理信息給推理決策模塊；

所述評(píng)估預(yù)測(cè)模塊還包括：自主學(xué)習(xí)單元；

所述自主學(xué)習(xí)單元輸入運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊傳來(lái)的電氣設(shè)備當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)信息，歸納多組案例中故障發(fā)生前出現(xiàn)的異常數(shù)據(jù)，總結(jié)故障發(fā)生時(shí)，異常數(shù)據(jù)的出現(xiàn)規(guī)律，根據(jù)異常數(shù)據(jù)和故障之間的關(guān)系，形成映射關(guān)系，根據(jù)映射關(guān)系，判斷電氣設(shè)備的健康狀態(tài)和是否會(huì)出現(xiàn)故障，輸出健康狀態(tài)評(píng)估和故障預(yù)測(cè)結(jié)果給推理決策模塊。

4.如權(quán)利要求3所述的一種電氣設(shè)備健康管理系統(tǒng)，其特征在于：所述數(shù)據(jù)采集模塊包括：檢測(cè)電氣設(shè)備特征參數(shù)的傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器和單片機(jī)；

所述傳感器包括：電流傳感器、電壓傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、溫濕度傳感器和振動(dòng)傳感器；

所述電流傳感器、電壓傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、溫濕度傳感器和振動(dòng)傳感器均與A/D轉(zhuǎn)換器電性連接，A/D轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)電性連接，單片機(jī)和數(shù)據(jù)處理模塊連接。

5.如權(quán)利要求3所述的一種電氣設(shè)備健康管理系統(tǒng)，其特征在于：所述評(píng)估預(yù)測(cè)模塊還包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)單元；

所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)單元接收運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊傳來(lái)的電氣設(shè)備當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)信息，利用知識(shí)庫(kù)和推理庫(kù)對(duì)運(yùn)行狀態(tài)信息進(jìn)行分析，輸出電氣設(shè)備的健康評(píng)估和故障預(yù)測(cè)的三次處理信息給推理決策模塊；

所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)單元包括相互連接的知識(shí)庫(kù)和推理庫(kù)；

所述知識(shí)庫(kù)接收運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊傳來(lái)的電氣設(shè)備當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)信息，存儲(chǔ)電氣設(shè)備歷史健康數(shù)據(jù)、當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)及維修歷史，分析電氣設(shè)備歷史健康數(shù)據(jù)、當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)及維修歷史，建立推理規(guī)則；

所述推理庫(kù)根據(jù)推理規(guī)則推理出電氣設(shè)備的健康狀態(tài)和故障預(yù)測(cè)結(jié)果。