[發(fā)明專利]一種基于深度殘差網(wǎng)絡(luò)的旋轉(zhuǎn)設(shè)備故障診斷方法、系統(tǒng)及可讀存儲(chǔ)介質(zhì)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011069398.6
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112199888B
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 付駿宇;劉立斌
• 申請（專利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G01M13/00;G01H17/00;G06F111/06;G06F119/02
• 代理公司: 佛山粵進(jìn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44463
• 代理人: 王余錢

本發(fā)明涉及一種基于深度殘差網(wǎng)絡(luò)的旋轉(zhuǎn)設(shè)備故障診斷方法、系統(tǒng)及可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，包括：采集設(shè)備狀態(tài)信號，獲取設(shè)備振動(dòng)數(shù)據(jù)，提取數(shù)據(jù)特征信息，得到實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)向量；利用果蠅算法建立故障模型，將數(shù)據(jù)特征信息帶入故障模型，獲取故障信息；利用局部均值法分解故障信號，并提取故障信號特征向量；對提取的故障信號特征向量與實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)向量進(jìn)行比較，得到偏差率；判斷所述偏差率是否大于預(yù)設(shè)閾值；若大于，則對故障信號不同時(shí)間節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行歸一化處理，得到結(jié)果信息；通過結(jié)果信息對故障類型進(jìn)行判別，并按照預(yù)設(shè)方式進(jìn)行顯示。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)設(shè)備故障診斷方法，尤其涉及一種基于深度殘差網(wǎng)絡(luò)的旋轉(zhuǎn)設(shè)備故障診斷方法、系統(tǒng)及可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)

隨著我國綜合實(shí)力的提升和科技水平的不斷進(jìn)步，現(xiàn)代工業(yè)對高質(zhì)量、低成本產(chǎn)品和安全生產(chǎn)的需求越來越高，工業(yè)旋轉(zhuǎn)設(shè)備的維護(hù)也快速從預(yù)防性維護(hù)轉(zhuǎn)向?yàn)榛谛D(zhuǎn)設(shè)備狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測與智能故障診斷，旋轉(zhuǎn)機(jī)械是旋轉(zhuǎn)設(shè)備中最廣泛普遍的類型之一，在工業(yè)應(yīng)用中具有不可替代的地位，而基于旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測和故障維護(hù)可以有效減少運(yùn)行機(jī)組突發(fā)性停機(jī)次數(shù)，甚至避免事故的發(fā)生，因此，旋轉(zhuǎn)設(shè)備的故障診斷對于確保工業(yè)設(shè)備的安全高效的運(yùn)行具有十分重要的意義。

現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)設(shè)備故障診斷，僅僅是對旋轉(zhuǎn)設(shè)備進(jìn)行簡單的振動(dòng)信號的檢測，并以此為依據(jù)對旋轉(zhuǎn)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行評估，此種方式，監(jiān)測的旋轉(zhuǎn)設(shè)備故障診斷偏差較大，難以精確有效的確定旋轉(zhuǎn)設(shè)備故障類型，此外在旋轉(zhuǎn)設(shè)備運(yùn)行過程中，其本身就具有一定的噪聲，旋轉(zhuǎn)設(shè)備本身的噪聲也會(huì)相應(yīng)的影響旋轉(zhuǎn)設(shè)備故障的判斷。

為了能夠?qū)πD(zhuǎn)設(shè)備進(jìn)行精準(zhǔn)的故障診斷需要開發(fā)一款與其相匹配的系統(tǒng)進(jìn)行控制，通過深度殘差網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行故障診斷，能夠?qū)碜圆煌l帶區(qū)間內(nèi)的振動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行自適應(yīng)加權(quán)，同時(shí)通過殘差網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練后的特征值權(quán)重進(jìn)行初始化，并采用隨機(jī)梯度遞減的方式進(jìn)行訓(xùn)練，增強(qiáng)了深度殘差網(wǎng)絡(luò)對設(shè)備變工況條件下的振動(dòng)數(shù)據(jù)的擬合能力，提高故障診斷精確性，如何對旋轉(zhuǎn)設(shè)備故障診斷實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制，是亟不可待要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于深度殘差網(wǎng)絡(luò)的旋轉(zhuǎn)設(shè)備故障診斷方法、系統(tǒng)及可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種基于深度殘差網(wǎng)絡(luò)的旋轉(zhuǎn)設(shè)備故障診斷方法，其特征在于，包括：

采集設(shè)備狀態(tài)信號，獲取設(shè)備振動(dòng)數(shù)據(jù)，提取數(shù)據(jù)特征信息，得到實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)向量；

利用果蠅算法建立故障模型，將數(shù)據(jù)特征信息帶入故障模型，獲取故障信息；

利用局部均值法分解故障信號，并提取故障信號特征向量；

對提取的故障信號特征向量與實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)向量進(jìn)行比較，得到偏差率；

判斷所述偏差率是否大于預(yù)設(shè)閾值；

若大于，則對故障信號不同時(shí)間節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行歸一化處理，得到結(jié)果信息；

通過結(jié)果信息對故障類型進(jìn)行判別，并按照預(yù)設(shè)方式進(jìn)行顯示。

在本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例中，獲取設(shè)備實(shí)時(shí)狀態(tài)信號，生成實(shí)時(shí)狀態(tài)信息，

將實(shí)時(shí)狀態(tài)信息與預(yù)設(shè)信息作減法計(jì)算，得到殘差信號，生成殘差信息；

通過殘差信息構(gòu)建深度殘差網(wǎng)絡(luò)；

將殘差信息與標(biāo)準(zhǔn)信息進(jìn)行比較，得到偏差率，

判斷所述偏差率是否大于所述預(yù)設(shè)閾值；

若大于，則提取殘差信息中的故障沖擊或震蕩波形信息；

將故障沖擊或震蕩波形信息輸入深度殘差網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，

在深度殘差網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部采用逐元素最大值進(jìn)行數(shù)據(jù)篩選；