[發明專利]一種基于傳感器互補性分析的故障診斷方法

有效

• 申請號: 201910542564.0
• 申請日: 2019-06-21
• 公開（公告）號: CN110261771B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 蔣雯;馬澤宇;鄧鑫洋
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G01R31/34
• 分類號: G01R31/34;G06F17/16;G06F17/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于傳感器互補性分析的故障診斷方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、獲取偏好關系矩陣：

步驟101：獲取各傳感器故障診斷矩陣：

傳感器種類有n種，記為X＝{x₁,x₂,...,x_i,...,x_n}，故障類型有h種，記為Y＝{y₁,y₂,...,y_j,...,y_h}；根據傳感器電機轉子故障診斷的歷史案例數據，可以得到各傳感器的故障診斷矩陣；傳感器x_i的故障診斷矩陣R_i為：其中為傳感器x_i將故障類型y_k判斷成故障類型y_l的案例數量；

步驟102：獲取傳感器偏好關系矩陣：

從故障診斷矩陣R_i可以得到傳感器x_i對于故障類型y_j的診斷情況其中為對y_j正確診斷的案例數，為將y_j誤診斷成其他故障類型的案例數，為將其他故障類型誤診斷成y_j的案例數，則為除上述三種情況外的案例數；

傳感器偏好關系用符號為＞表示，偏好關系表示對于故障類型y_j傳感器x_k的故障診斷能力優于x_l的程度；偏好關系滿足以下條件：傳感器間偏好關系求解公式如下：其中表示傳感器x_k對故障y_j的診斷性能，I_j為故障類型y_j最優情況下的診斷矩陣，對于故障類型y_j，各傳感器偏好關系矩陣為

步驟二、獲取傳感器互補性向量：由故障類型y_j的偏好關系矩陣P_j，用層次分析法計算故障類型y_j的互補性向量；先對P_j列向量歸一化，再求行和歸一化得各傳感器權重，為對于故障類型y_j傳感器x_i的權重；故障類型y_j的互補性向量為

步驟三、融合多傳感器檢測數據得故障類型：

步驟301：構造概率矩陣：對于一個類型未知的故障，由各傳感器診斷結果得到一組概率分布，構造概率矩陣Q：其中q_ij為傳感器x_i診斷未知故障為y_j的概率；

步驟302：根據概率矩陣構造基本概率分配函數(Basic Probability Assignment,BPA)：在辨識框架Y＝{y₁,y₂,...,y_j,...,y_h}上的BPA，m為2^Y→[0,1]的函數，其中2^Y為Y的冪集，m滿足且為空集，A為Y的子集；未知故障類型為y_j時，傳感器x_i的后驗BPA為其中

步驟303：融合得后驗基本概率分配函數m^j:由n組BPA，與故障類型y_j的互補性向量為加權平均得再將融合n-1次得到未知故障類型為y_j時的后驗BPA m^j：即式中共有n個進行融合；式中為BPA融合符號，兩組BPA的融合公式：其中m₁和m₂為兩組在辨識框架Y上待融合的BPA,為融合后的BPA，A、B為冪集2^Y中的元素；

步驟304：最終融合獲得故障類型：將h組后驗BPA m^j,j＝1,…,h進行融合得最終的BPAm：根據最終融合得到的BPA計算各種故障類型的概率：其中|A|為集合A的模值，即其中所含焦元個數,將概率最大的故障類型作為診斷結果。