[發明專利]一種城軌門系統故障或亞健康診斷方法及系統

有效

• 申請號: 202010691782.3
• 申請日: 2020-07-17
• 公開（公告）號: CN111947954B
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發明（設計）人: 王祖進;陳健飛;許志興;孫暢勵;顧萍萍
• 申請（專利權）人: 南京康尼機電股份有限公司
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00;G06F30/17
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種城軌門系統故障或亞健康診斷方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)建立城軌門系統開關門機電聯合虛擬樣機模型，運行仿真；

(2)基于門系統物理臺架進行開關門實驗，采集電機數據；

(3)將所述機電聯合虛擬樣機模型的仿真結果與電機數據比較，修正模型參數，得到修正后的機電聯合虛擬樣機模型；

(4)基于機電聯合虛擬樣機設置車門故障或亞健康條件，構建車門故障或亞健康的城軌車門系統模型，運行仿真；所述車門故障或亞健康條件包括：在控制系統模型中添加邏輯判斷條件、設置邏輯觸發后的輸入和控制參數，在動力學仿真模型中添加機械故障，設置故障發生時主要零部件之間的接觸參數；

(5)以所述車門故障或亞健康的城軌車門系統模型仿真結果為學習樣本，提取時域和頻域特征值；

(6)以所述特征值作為輸入樣本，運用智能算法構建門系統故障或亞健康診斷模型；

(7)去除所述特征值冗余特征；冗余特征值分析采用相關性分析、信噪比分析和靈敏度分析；

所述相關性分析的相關系數ρ_x,y計算公式如下：

式中，x、y為所選特征值，為相應均值；

所述信噪比用來權衡矩特征的分類信息數量，即

式中，d(m)為信噪比，μ₁、μ₂為樣本均值，σ₁、σ₂為樣本標準差；

并對信噪比公式進行修正，修正結果為：

d(m)＝|μ₁-μ₂|+ln|σ₁-σ₂|

所述靈敏度計算表達式如下：

式中，x_j為所選特征，λ(x_j)為x_j的靈敏度，ST為學習樣本，x為模型輸入，f(x)為智能算法分類模型的核函數；

代入核函數得：

(8)基于門系統物理臺架進行故障實驗或亞健康實驗；

(9)以所述故障實驗或亞健康實驗的實驗數據為驗證樣本，分析故障診斷的準確性；

(10)基于故障或亞健康診斷模型對正線車門實時運行狀態進行診斷；

(11)建立城軌門系統故障或亞健康診斷系統。

2.根據權利要求1所述城軌門系統故障或亞健康診斷方法，其特征在于：步驟(1)中，城軌門系統開關門機電聯合虛擬樣機模型由門系統動力學仿真模型和控制系統仿真模型聯合搭建。

3.根據權利要求1所述城軌門系統故障或亞健康診斷方法，其特征在于：步驟(2)中，所述電機數據包括電流、轉速和手動開關門力。

4.根據權利要求1所述城軌門系統故障或亞健康診斷方法，其特征在于：步驟(5)中，所述時域特征包括最大值、最小值、均值、方差、偏度、峭度和峰度。

5.根據權利要求1所述城軌門系統故障或亞健康診斷方法，其特征在于：步驟(5)中，所述頻域特征的提取方法為通過對電機電流數據進行小波分解，得到各子頻帶的能量并確定頻域特征集。

6.根據權利要求1所述城軌門系統故障或亞健康診斷方法，其特征在于：步驟(9)中，故障診斷模型準確性大于95％，亞健康診斷模型準確性大于80％，則認為診斷模型是可信的。

7.一種采用權利要求1至6任意一項所述城軌門系統故障或亞健康診斷方法的城軌門系統故障或亞健康診斷系統，其特征在于：包括數據采集模塊、網絡傳輸模塊、數據分析模塊和展示模塊，所述數據采集模塊用于采集門系統運行數據，所述網絡傳輸模塊用于將采集數據傳輸到數據分析模塊，所述數據分析模塊用于對數據進行故障分析診斷和亞健康分析診斷，所述展示模塊用于將診斷結果進行直觀展示。