[發(fā)明專利]一種基于否定證據(jù)信度結(jié)構(gòu)的多特征故障診斷方法

在審

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• 申請日: 2020-11-04
• 公開（公告）號: CN112464735A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄧鑫洋;崔葉碧;耿杰;蔣雯
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/62
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種基于否定證據(jù)信度結(jié)構(gòu)的多特征故障診斷方法，包括以下步驟：步驟一、依據(jù)故障樣本數(shù)據(jù)集與待測樣本數(shù)據(jù)分別生成三角模糊數(shù)；步驟二、依據(jù)三角模糊數(shù)匹配生成各故障特征的否定證據(jù)信度結(jié)構(gòu)；步驟三、生成各故障特征的證據(jù)信度結(jié)構(gòu)；步驟四、依據(jù)故障樣本數(shù)據(jù)集生成各故障特征的權(quán)重；步驟五、融合各故障特征的證據(jù)信度結(jié)構(gòu)并判斷待測樣本所屬故障類型。本發(fā)明在三角模糊數(shù)基礎(chǔ)上，結(jié)合證據(jù)理論處理不確定性的優(yōu)勢，依據(jù)三角模糊數(shù)匹配生成各故障特征的否定證據(jù)信度結(jié)構(gòu)，對其否定生成證據(jù)信度結(jié)構(gòu)，計算各故障特征權(quán)重并融合各故障特征的證據(jù)信度結(jié)構(gòu)，進而識別樣本故障類型，能有效地處理不確定信息，融合提升故障診斷準(zhǔn)確率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于故障診斷領(lǐng)域，具體涉及一種基于否定證據(jù)信度結(jié)構(gòu)的多特征故障診斷方法。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)及生產(chǎn)水平的提高，自動化、智能化逐漸應(yīng)用在越來越多的領(lǐng)域，如工業(yè)、科研、醫(yī)學(xué)等。在實際使用中，系統(tǒng)運作的安全性是一個至關(guān)重要的問題，及時對系統(tǒng)進行故障診斷可以有效檢測其運行狀態(tài)，避免安全事故的發(fā)生。因此，對故障診斷技術(shù)的研究具有很重要的現(xiàn)實意義。

故障診斷主要研究如何對系統(tǒng)運行狀態(tài)與故障類型進行有效識別定位。現(xiàn)有的故障診斷方法包括基于模型的方法、基于信號處理的方法、基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的方法和基于知識的方法等。隨著現(xiàn)代化設(shè)備趨于復(fù)雜化、大型化，傳感器采集的故障信息的隨機性和模糊性也應(yīng)該得到重視。此外，由于環(huán)境噪聲、系統(tǒng)噪聲和測量誤差等因素，故障信息一般也是不確定的，甚至是相互沖突的，可能導(dǎo)致故障診斷結(jié)果誤差較大。因此，如何有效處理這些特性的信息就顯得尤為重要。模糊數(shù)理論及證據(jù)理論在處理不確定信息、模糊信息等方面具有獨特優(yōu)勢，被廣泛應(yīng)用于故障診斷、決策分析與可靠性評估等領(lǐng)域。證據(jù)的信度結(jié)構(gòu)作為證據(jù)理論的基礎(chǔ)，在信息的處理過程中不可或缺。然而證據(jù)信度結(jié)構(gòu)通常包含不確定性，使用證據(jù)信度結(jié)構(gòu)的否定可以模擬證據(jù)信度結(jié)構(gòu)中附加的不確定信息，獲得證據(jù)體中額外有價值的信息，同時處理更多的信息以獲得更大的準(zhǔn)確度。

此外，現(xiàn)代化設(shè)備的復(fù)雜化也決定了故障信號與故障征兆之間的交叉性，若僅依靠單一故障信息源可能造成診斷結(jié)果偏離實際故障，而信息融合技術(shù)能夠融合多源故障類型信息，實現(xiàn)對目標(biāo)的更準(zhǔn)確全面認(rèn)知，廣泛應(yīng)用于多個領(lǐng)域。

因此，本申請基于多特征傳感器探測的系統(tǒng)故障信息，融合三角模糊數(shù)理論、證據(jù)理論和信息融合技術(shù)識別系統(tǒng)故障類型，一方面可以較好處理傳感器信息的不確定性，另一方面又可以提升故障識別的準(zhǔn)確率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：如何實現(xiàn)故障診斷。使用該方法實現(xiàn)故障診斷對系統(tǒng)設(shè)備安全領(lǐng)域具有重要意義。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種基于否定證據(jù)信度結(jié)構(gòu)的多特征故障診斷方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、依據(jù)故障樣本數(shù)據(jù)集與待測樣本數(shù)據(jù)分別生成三角模糊數(shù)；

系統(tǒng)基于r種故障特征C₁,C₂,…,C_i,…,C_r在n種故障類型F₁,F₂,…,F_j,…,F_n下對待測樣本進行故障診斷，系統(tǒng)的辨識框架表示為Θ＝{F₁,F₂,…,F_n}，它的冪集包含2^N個命題，輸入n種故障類型下r種故障特征的故障樣本數(shù)據(jù)集D_ij及傳感器在r種故障特征下對樣本進行測量得到的待測樣本數(shù)據(jù)T_i，分別根據(jù)D_ij和T_i生成故障樣本數(shù)據(jù)集在屬于各故障類型的每種故障特征下的三角模糊數(shù)與待測樣本數(shù)據(jù)在各故障特征下的三角模糊數(shù)，生成方法為：