[發(fā)明專利]一種智能紡紗抓棉故障檢測系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010320257.0
• 申請日: 2020-04-22
• 公開（公告）號: CN111638407B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張勇;張義平
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢裕大華紡織有限公司
• 主分類號: D01H13/14
• 分類號: D01H13/14;G01R31/00;G01M99/00
• 代理公司: 武漢卓越志誠知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42266
• 代理人: 胡婷婷

1.一種智能紡紗抓棉故障檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括：依次相連的信息監(jiān)測模塊、信息處理模塊、故障判別模塊和故障警示模塊；

所述信息監(jiān)測模塊，用于監(jiān)測抓棉設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息、抓棉設(shè)備的控制系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)信息和抓棉設(shè)備的供電系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)信息；

所述信息處理模塊，用于對所述信息監(jiān)測模塊監(jiān)測到的運(yùn)行狀態(tài)信息進(jìn)行特征提取和處理，得到故障判別參數(shù)值；

所述故障判別模塊，用于根據(jù)所述故障判別參數(shù)值判斷是否發(fā)生故障，得到故障判別結(jié)果；

所述故障警示模塊，用于發(fā)出故障警示信號；

所述智能紡紗抓棉故障檢測系統(tǒng)還包括分別與所述故障判別模塊和所述故障警示模塊相連的故障診斷模塊，用于根據(jù)所述故障判別結(jié)果，對異常狀態(tài)進(jìn)行進(jìn)一步分析，得到故障診斷結(jié)果；

通過數(shù)據(jù)監(jiān)測對智能紡紗抓棉進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，采集得到的數(shù)據(jù)經(jīng)過去干擾處理和連續(xù)小波分析后，按功能進(jìn)行分類，輸入到不同的故障診斷單元，包括抓棉小車故障診斷單元、抓棉打手故障診斷單元、抓棉臂故障診斷單元、供電系統(tǒng)故障診斷單元和控制系統(tǒng)故障診斷單元；所述故障診斷模塊采用反向傳播算法搭建出包含一個(gè)隱含層的三層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；

隱含層神經(jīng)元的數(shù)量通過式(3)確定，訓(xùn)練時(shí)，通過試湊的方法確定神經(jīng)元的具體數(shù)值：

式中，m為隱含層節(jié)點(diǎn)數(shù)，n為輸入層節(jié)點(diǎn)數(shù)，l為輸出層節(jié)點(diǎn)數(shù)，a為1～10之間的常數(shù)；

取待分析的運(yùn)行狀態(tài)信息集作為故障診斷的輸入向量，記為X＝(X′₁，X′₂，…，X′₁₀)，取故障診斷集作為故障診斷的輸出向量，記為Y＝(Y₁，Y₂，…，Y_m)，則輸入輸出關(guān)系Y＝f(X)，對于給定的訓(xùn)練樣本(X′_i,Y_j)，i＝1,2,…,10，j＝1,2,…,m，用所述包含一個(gè)隱含層的三層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)訓(xùn)練模擬函數(shù)Y＝f(X)＝X·R，表示故障診斷是運(yùn)行狀態(tài)信息集到故障診斷集的連續(xù)映射關(guān)系，具體如式(4)所示：

其中，故障診斷結(jié)果Y_j＝[y_j1,y_j2,y_j3,y_j4]，y_j1,y_j2,y_j3和y_j4分別表示故障的原因、部位、程度和類別；R為運(yùn)行狀態(tài)信息的置信權(quán)矩陣，r_ij表示運(yùn)行狀態(tài)信息X′_i能被評價(jià)為Y_j的隸屬程度，則R_i＝[r_i1,r_i2,…,r_im]表示對單一運(yùn)行狀態(tài)信息X′_i隸屬情況的綜合評判；

所述故障診斷模塊還包括故障決策單元，用于根據(jù)所述故障診斷結(jié)果推測故障發(fā)展趨勢，得出相應(yīng)的故障應(yīng)對指示信號；所述故障應(yīng)對指示信號包括加強(qiáng)監(jiān)測使用、調(diào)整、維修或停機(jī)修理；

將所述故障診斷集作為故障決策單元的輸入向量，記為Y＝(Y₁，Y₂，…，Y_m)，將故障應(yīng)對指示信號集作為故障決策輸出向量，記為Z＝(Z₁,Z₂,Z₃,Z₄)，Z₁,Z₂,Z₃,Z₄分別表示加強(qiáng)監(jiān)測使用、調(diào)整、維修和停機(jī)修理指示信號，對于給定的訓(xùn)練樣本(Y_j,Z_k)，k＝1,2,3,4，采用以上故障診斷模塊搭建的包含一個(gè)隱含層的三層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，訓(xùn)練模擬函數(shù)Z＝f(y)＝Y(jié)·R′，表示故障決策是故障診斷集到故障決策集的連續(xù)映射關(guān)系，具體如式(5)所示：

式中，R′表示故障診斷結(jié)果的置信權(quán)矩陣，r′_jk表示故障診斷結(jié)果Y_j能被評價(jià)為Z_k的隸屬度，則R^′_j＝[r′_j1,r′_j2,…,r′_j4]表示單一故障診斷結(jié)果Y_j隸屬情況的綜合判斷。