[發明專利]一種基于貝葉斯網絡的核電主泵故障診斷方法

在審

• 申請號: 202010474489.1
• 申請日: 2020-05-29
• 公開（公告）號: CN111664083A
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: 余文敏;侯修群;包彬彬;蔣慶磊;苗碧琪;李元姣;侯濤;張夢陽;于興濤;李凱陽
• 申請（專利權）人: 中核武漢核電運行技術股份有限公司
• 主分類號: F04B51/00
• 分類號: F04B51/00
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 陳早璟

1.一種基于貝葉斯網絡的核電主泵故障診斷方法，其特征在于：包括步驟一：確定貝葉斯網絡各節點信息；步驟二：確定貝葉斯網絡的結構；步驟三：確定貝葉斯網絡的條件概率表；步驟四：貝葉斯診斷模型的輸入；步驟五：診斷模型的應用；

其中，步驟一：確定貝葉斯網絡各節點信息，具體包括：根據主泵相關信息，確定主泵的故障及相應征兆，從而確定貝葉斯網絡的故障層節點和征兆層節點；

故障層節點包括傳感器故障、工藝參數波動引起的振動異常和主泵設備本體故障3大類故障；征兆層節點包括波動指標、多參數相關性指標、經驗指標以及振動頻域指標4大類特征指標。

2.根據權利要求1所述的一種基于貝葉斯網絡的核電主泵故障診斷方法，其特征在于：所述的波動指標，用于衡量各監測測點的波動情況，波動指標的計算方法為一個采樣時長內監測測點數據與該段時間求得的皮爾遜相關系數的絕對值，其值范圍在[0,1]，由于其值在[0,1]，因此可將其看做概率值作為貝葉斯網絡中征兆發生的概率；

將存在波動的概率以集合P(A＝1)表示，如式1所示：

P(A＝1)＝{P(A₁＝1),P(A₂＝1),…,P(A_i＝1),…,P(A_N＝1)} (1)

式1中，A_i＝1表示主泵第i個監測測點存在波動，P(A_i＝1)表示主泵第i個監測測點存在波動的概率，N為主泵監測測點的數量；

A_i＝0表示主泵第i個監測測點不存在波動，P(A_i＝0)表示主泵第i個監測測點不存在波動的概率，由于P(A_i＝0)+P(A_i＝1)＝1，因此無需再次說明P(A_i＝0)；

式2中，X為一個采樣時長的振動數據，其內包含n個采樣點數據x_j；T為一個采樣時長組成的時間序列，其內的任一時間點t_j對應為X中x_j的采樣時間；E(·)表示計算均值。

3.根據權利要求1所述的一種基于貝葉斯網絡的核電主泵故障診斷方法，其特征在于：所述的“多參數相關性指標”用于依據多傳感器數據間的相關性推斷傳感器故障，將傳感器發生故障的概率用集合P(B＝1)表示，如式3所示：

P(B＝1)＝{P(B₁＝1),P(B₂＝1),…,P(B_k＝1),…,P(B_M＝1)} (3)

式3中，B_k＝1表示主泵第k個部位的監測測點傳感器發生故障，P(B_k＝1)表示主泵第k個部位的監測測點傳感器發生故障的概率，取值于[0,1]，M為主泵上具有兩個監測測點的部位的數量，P(B_k＝1)的計算方法見式4；

此外，B_k＝0表示主泵第k個部位的監測測點傳感器不發生故障，P(B_i＝0)表示主泵第k個監測測點傳感器不發生故障的概率，由于P(B_i＝0)+P(B_i＝1)＝1，因此無需再次說明P(B_i＝0)；

式4中，Y為主泵某部位兩個相同傳感器中的一個傳感器采集的一段采樣時長內的振動數據，其包含n個采樣點數據y_j；Y'為相同部位另一個傳感器采集的一段采樣時長內振動數據，其內包n個采樣點數據y'_j；E(·)表示計算均值。