[發(fā)明專利]基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的閥體故障診斷方法

在審

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• 申請日: 2018-09-04
• 公開（公告）號: CN109034276A
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發(fā)明（設計）人: 龐繼紅;薛曉波;馮輝彬;鐘永騰;綦法群;趙華;王瑞庭;鄭燁波
• 申請（專利權）人: 溫州大學
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G06N3/08
• 代理公司: 溫州金甌專利事務所(普通合伙) 33237
• 代理人: 林巖龍

一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的閥體故障診斷方法。本發(fā)明通過運用BP神經(jīng)網(wǎng)絡對閥體的五種故障模式進行診斷，構(gòu)建了BP神經(jīng)網(wǎng)絡，通過對在現(xiàn)場中采集到數(shù)據(jù)進行特征參數(shù)提取并分類，然后用這些數(shù)據(jù)對構(gòu)建好的網(wǎng)絡進行訓練，再通過對另一組數(shù)據(jù)進行驗證，在神經(jīng)元設置合理的情況下，BP神經(jīng)網(wǎng)絡在閥體故障模式已知的情況下，可以對后續(xù)采集到的數(shù)據(jù)進行故障診斷。

技術領域

本發(fā)明涉及閥體裝配質(zhì)量領域，特別涉及一種閥體故障診斷方法。

背景技術

隨著我國現(xiàn)代科技水平越來越高，機電裝配產(chǎn)品的集成度也越來越高，隨之對產(chǎn)品的可靠性和安全性帶來極大的挑戰(zhàn)，質(zhì)量裝配控制技術的發(fā)展對這一挑戰(zhàn)指明了一條新的解決方案。隨著計算機技術、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等的發(fā)展，使機械質(zhì)量裝配控制技術發(fā)展越來越完善。

故障診斷概念包括兩個方面內(nèi)容：一方面將裝置的運行狀況進行監(jiān)控；另一方面是在系統(tǒng)停機后對裝置的故障位置進行分析與處理。經(jīng)過30多年的發(fā)展，現(xiàn)已普遍作用于飛機自駕車，復雜電力電子系統(tǒng)，汽車，冶金設備等多個領域，具有廣泛的應用價值。

故障診斷概念與方法在最近這些年研究與使用變得愈來愈完善。震動信號與對應的處理辦法是目前的主要研究對象，它采用非線性函數(shù)概念，是最有效的故障診斷辦法。但是運用該方法的步驟太過于繁雜，并且對診斷人員的技術要求較高，診斷的結(jié)果有時干擾噪音太大也會出診斷不準確的現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決背景技術中的問題，本發(fā)明提供一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的閥體故障診斷方法。

本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的閥體故障診斷方法，包括以下步驟：

1)采集閥體發(fā)生故障的歷史數(shù)據(jù)，并根據(jù)故障類型分類；

2)根據(jù)故障類型建立三層神經(jīng)網(wǎng)絡，包括輸入層、隱含層及輸出層，

以故障模式x作為輸入量，以故障類型y作為輸出量，

以經(jīng)驗公式i>＝〖(mn)〗^(1/2)確定隱含層節(jié)點數(shù)，其中，i為隱含層節(jié)點的個數(shù)，m為輸入層節(jié)點的個數(shù)，n為輸出層節(jié)點的個數(shù)；

3)在歷史數(shù)據(jù)中選擇若干組數(shù)據(jù)作為輸入樣本及選擇若干組數(shù)據(jù)作為對應的檢測樣本，定義輸入樣本向量、期望輸出向量；

4)應用輸入樣本向量、期望輸出向量對神經(jīng)網(wǎng)絡進行訓練，將結(jié)果與檢測樣本比對檢驗是否訓練完成；

5)利用訓練完成后的神經(jīng)網(wǎng)絡對故障數(shù)據(jù)進行診斷。

所述故障類型包括無故障、扭矩故障、彈簧故障、閥座加工故障、閥體沙眼/氣孔。

所述輸入層以及所述隱含層均采用雙正切S型函數(shù)作為激活函數(shù)。

所述故障模式x＝(x1，x2，x3，x4)，其中，各故障模式x分量x1、x2、x3、x4分別代表閥桿扭矩、閥體流量、打壓時泄漏量、閥體泄漏量。

所述故障類型y＝(y1，y2，y3，y4，y5)，其中，各故障類型y分量y1、y2、y3、y4、y5分別代表無故障、扭矩故障、彈簧故障、閥座加工故障、閥體沙眼/氣孔。

本發(fā)明的有益效果是：通過對閥體裝配過程中收集到的數(shù)據(jù)進行分裂并提取特征參數(shù)，根據(jù)閥體相關參數(shù)，設置并構(gòu)建了BP神經(jīng)網(wǎng)絡，通過利用閥體的故障類型對網(wǎng)絡進行相關訓練，實現(xiàn)對閥體故障的精確診斷。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例的流程圖。

圖2為本發(fā)明實施例的球閥裝配的零部件示意圖。

圖3為本發(fā)明實施例隱含層節(jié)點個數(shù)為13的誤差變化曲線。