[發(fā)明專利]基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備故障智能診斷方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911055504.2
• 申請日: 2019-10-31
• 公開（公告）號: CN110766143A
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張月
• 申請（專利權(quán)）人: 上海埃威航空電子有限公司
• 主分類號: G06N3/04
• 分類號: G06N3/04;G06K9/62;G06N3/08;G06N5/04
• 代理公司: 31290 上海科律專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙)
• 代理人: 袁亞軍

本發(fā)明公開了一種基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備故障智能診斷方法，包括如下步驟：S1：通過測試設(shè)備故障診斷系統(tǒng)收集設(shè)備故障信息；S2：建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，將故障信息作為學(xué)習(xí)樣本，對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進行訓(xùn)練；S3：將訓(xùn)練完成的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型加載到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)推理機；S4：實時采集測試設(shè)備的信號，監(jiān)測信號異常；S5：將異常故障作為待識別樣本，經(jīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)推理機推理，找出故障原因、定位故障并輸出解決方法。本發(fā)明提供將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)用于處理測試設(shè)備的診斷，解決了傳統(tǒng)系統(tǒng)構(gòu)造中知識獲取的“瓶頸”和推理的“組合爆炸”等問題，擴大了狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷的范圍，滿足了狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷的實時性要求，保證了故障診斷與測試步驟同步進行。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種設(shè)備故障診斷方法，尤其涉及一種基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備故障智能診斷方法。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代工業(yè)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機械、能源、化工等設(shè)備廣泛地應(yīng)用于國民經(jīng)濟中。關(guān)鍵設(shè)備一旦出現(xiàn)故障，往往會影響企業(yè)的正常生產(chǎn)運行、經(jīng)濟損失，甚至是一些災(zāi)難性的后果，如火災(zāi)，人員傷亡等，因此設(shè)備的故障診斷技術(shù)受到了高度的重視。傳統(tǒng)的故障診斷依賴于定期檢修，而定期檢修會造成過度維修或維修不足,大量的人力物力資源被應(yīng)用于故障診斷，結(jié)果卻不盡如人意。同時為了避免當(dāng)前的設(shè)備故障診斷技術(shù)中過分依賴領(lǐng)域?qū)＜业膯栴}，同時借助于計算機、信號處理、人工智能等學(xué)科的發(fā)展和應(yīng)用，發(fā)展出了一些智能故障診斷方法。智能化診斷技術(shù)已經(jīng)成為設(shè)備故障診斷領(lǐng)域中一個新的研究方向。設(shè)備故障診斷技術(shù)的研究在不斷地汲取其他領(lǐng)域和科學(xué)新成果的基礎(chǔ)上向前發(fā)展。

近年來人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究發(fā)展迅速，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有以下主要特征：實現(xiàn)了并行處理機制、可提供高速的信息處理能力；分布式信息存儲，可提供聯(lián)想與全息記憶的能力；網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)具有非常大的可塑性，使系統(tǒng)有很高的自適應(yīng)和自學(xué)習(xí)的能力；具有超巨量的聯(lián)接關(guān)系，形成高度冗余，使系統(tǒng)具有很強的容錯能力；是一類規(guī)模非線性系統(tǒng)，提供了系統(tǒng)自組織與協(xié)同的潛力。

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以其諸多優(yōu)點在設(shè)備狀態(tài)的智能監(jiān)測與故障診斷中得到應(yīng)用，它能夠?qū)⒗碚撆c實際很好的結(jié)合，真正的能解決設(shè)備狀態(tài)檢測與故障診斷問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備故障智能診斷方法，當(dāng)測試設(shè)備出現(xiàn)故障時，把待識別樣本信息輸入相應(yīng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通過自學(xué)習(xí)、自組織，定位出故障發(fā)生的位置并輸出合理的解決辦法，指導(dǎo)維修測試設(shè)備。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題而采用的技術(shù)方案是提供一種基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備故障智能診斷方法，包括如下步驟：

S1：通過測試設(shè)備故障診斷系統(tǒng)收集設(shè)備故障信息，根據(jù)收集的設(shè)備故障信息歷史數(shù)據(jù)，建立故障癥狀、故障原因和維修方案之間的對應(yīng)關(guān)系；

S2：建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，將步驟S1中收集的故障信息作為學(xué)習(xí)樣本，對建立的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進行訓(xùn)練；

S3：將步驟S2中訓(xùn)練完成的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型加載到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)推理機；

S4：測試設(shè)備故障診斷系統(tǒng)實時采集測試設(shè)備的信號，當(dāng)發(fā)現(xiàn)監(jiān)測信號異常時，系統(tǒng)報警；

S5：將步驟S4中發(fā)現(xiàn)的測試設(shè)備異常故障作為待識別樣本，經(jīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)推理機推理，找出測試設(shè)備故障原因、定位故障并輸出合理的解決方法，最后記錄故障信息。

進一步的，所述測試設(shè)備故障診斷系統(tǒng)從硬件功能上將測試設(shè)備分為三級，第一級為各子系統(tǒng)，包括采集控制器、信號模擬器、測試微機和電源，所述采集控制器包括電壓采集板和A/D采集板，所述信號模擬器包括信號發(fā)送器和信號接收器，所述測試微機包括數(shù)據(jù)接口板和程序接口板，所述電源包括5V電源和15V電源；第二級為各子系統(tǒng)的板級電路，所述電壓采集板、A/D采集板、信號發(fā)送器、信號接收器、數(shù)據(jù)接口板、程序接口板、5V電源和15V電源屬于第二級；第三級為板級電路的單元電路或元器件。