[發(fā)明專利]基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的往復(fù)式壓縮機(jī)故障診斷方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110656504.9
• 申請日: 2021-06-11
• 公開（公告）號: CN113435453B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 呂倩;余小玲;馬海輝;葉君超;吳偉烽;柯良軍
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: G06V10/20
• 分類號: G06V10/20;G06V10/28;G06V10/82;G06N3/0464;G06N3/08
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 李紅霖

1.基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的往復(fù)式壓縮機(jī)故障診斷方法，其特征在于，包括如下過程：

對采集到的壓縮機(jī)氣缸內(nèi)動態(tài)壓力數(shù)據(jù)按照壓縮機(jī)每個循環(huán)的工作過程進(jìn)行預(yù)處理，得到壓縮機(jī)每個工作循環(huán)的p-V圖；

對壓縮機(jī)每個工作循環(huán)的p-V圖進(jìn)行處理，得到壓縮機(jī)每個工作循環(huán)的二值數(shù)字圖像；

將壓縮機(jī)每個工作循環(huán)的二值數(shù)字圖像輸入已訓(xùn)練好的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行計算，得到卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出；

根據(jù)預(yù)設(shè)的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出和壓縮機(jī)狀態(tài)之間的映射關(guān)系，得到壓縮機(jī)狀態(tài)類型；

壓縮機(jī)每個工作循環(huán)的p-V圖是一個包括膨脹過程線、進(jìn)氣過程線、壓縮過程線和排氣過程線的封閉圖形；

對壓縮機(jī)每個工作循環(huán)的p-V圖依次進(jìn)行圖像裁剪、灰度化和二值化，得到壓縮機(jī)每個工作循環(huán)的二值數(shù)字圖像；

所述圖像裁剪的過程包括：

將每個工作循環(huán)的p-V圖使用圖片裁剪方法進(jìn)行裁剪，剪裁至只保留壓縮機(jī)每個工作循環(huán)的p-V圖的曲線，得到壓縮機(jī)每個工作循環(huán)的裁剪后的p-V圖，其中，剪裁的內(nèi)容包括每個工作循環(huán)的p-V圖的坐標(biāo)軸、坐標(biāo)軸名稱、坐標(biāo)軸刻度和標(biāo)題。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的往復(fù)式壓縮機(jī)故障診斷方法，其特征在于，對壓縮機(jī)每個工作循環(huán)的p-V圖經(jīng)過圖像裁剪的圖像進(jìn)行灰度化的過程包括：

將經(jīng)過圖像剪裁的壓縮機(jī)每個工作循環(huán)的p-V圖的紅、綠、藍(lán)三原色的顏色分量，通過灰度值的計算方法，轉(zhuǎn)化成一個灰度值，得到壓縮機(jī)每個工作循環(huán)的p-V圖的灰度圖。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的往復(fù)式壓縮機(jī)故障診斷方法，其特征在于，將經(jīng)過灰度化的壓縮機(jī)每個工作循環(huán)的p-V圖進(jìn)行二值化的過程包括：

將經(jīng)過灰度化的壓縮機(jī)每個工作循環(huán)的p-V圖的灰度值轉(zhuǎn)化成非0即1的灰度值，得到壓縮機(jī)每個工作循環(huán)的二值數(shù)字圖像。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的往復(fù)式壓縮機(jī)故障診斷方法，其特征在于，壓縮機(jī)狀態(tài)類型包括：正常、進(jìn)氣閥彈簧失效、進(jìn)氣閥裂紋、進(jìn)氣閥斷裂、排氣閥彈簧失效、排氣閥裂紋、排氣閥斷裂和活塞環(huán)磨損。

5.基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的往復(fù)式壓縮機(jī)故障診斷系統(tǒng)，其特征在于，包括：

預(yù)處理模塊：用于對采集到的壓縮機(jī)氣缸內(nèi)動態(tài)壓力數(shù)據(jù)按照壓縮機(jī)每個循環(huán)的工作過程進(jìn)行預(yù)處理，得到壓縮機(jī)每個工作循環(huán)的p-V圖；壓縮機(jī)每個工作循環(huán)的p-V圖是一個包括膨脹過程線、進(jìn)氣過程線、壓縮過程線和排氣過程線的封閉圖形；

圖像處理模塊：用于對壓縮機(jī)每個工作循環(huán)的p-V圖進(jìn)行處理，得到壓縮機(jī)每個工作循環(huán)的二值數(shù)字圖像；對壓縮機(jī)每個工作循環(huán)的p-V圖進(jìn)行處理時，對壓縮機(jī)每個工作循環(huán)的p-V圖依次進(jìn)行圖像裁剪、灰度化和二值化，得到壓縮機(jī)每個工作循環(huán)的二值數(shù)字圖像；所述圖像裁剪的過程包括：將每個工作循環(huán)的p-V圖使用圖片裁剪方法進(jìn)行裁剪，剪裁至只保留壓縮機(jī)每個工作循環(huán)的p-V圖的曲線，得到壓縮機(jī)每個工作循環(huán)的裁剪后的p-V圖，其中，剪裁的內(nèi)容包括每個工作循環(huán)的p-V圖的坐標(biāo)軸、坐標(biāo)軸名稱、坐標(biāo)軸刻度和標(biāo)題；

計算模塊：用于將壓縮機(jī)每個工作循環(huán)的二值數(shù)字圖像輸入已訓(xùn)練好的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行計算，得到卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出；

判斷模塊：用于根據(jù)預(yù)設(shè)的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出和壓縮機(jī)狀態(tài)之間的映射關(guān)系，得到壓縮機(jī)狀態(tài)類型。

6.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括：

一個或多個處理器；

存儲裝置，其上存儲有一個或多個程序；

當(dāng)所述一個或多個程序被所述一個或多個處理器執(zhí)行時，使得所述一個或多個處理器實現(xiàn)如權(quán)利要求1至4中任一所述的基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的往復(fù)式壓縮機(jī)故障診斷方法。

7.一種存儲介質(zhì)，其特征在于，其上存儲有計算機(jī)程序，其中，所述計算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如權(quán)利要求1至4中任一所述的基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的往復(fù)式壓縮機(jī)故障診斷方法。