[發(fā)明專利]一種基于支持向量數(shù)據(jù)描述的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)異常檢測方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111517165.2
• 申請日: 2021-12-13
• 公開（公告）號: CN114429173A
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔡國娟;山崧;黃強;陳泓銘;高麗巖;劉景明;屈世棟;黃鑫;劉洋;王超;張重陽;姚曉燕;馮世杰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 杜文茹

1.一種基于支持向量數(shù)據(jù)描述的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)異常檢測方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一、利用傳感器采集轉(zhuǎn)子正常狀態(tài)運行下的數(shù)據(jù)，并構(gòu)成正常數(shù)據(jù)集；

步驟二、提取正常數(shù)據(jù)集中的15個時域特征與4個頻域特征；將15個時域特征與4個頻域特征，共19個參數(shù)特征組成的特征參數(shù)矩陣作為支持向量數(shù)據(jù)描述模型的訓(xùn)練集；

步驟三、對支持向量數(shù)據(jù)描述模型進行訓(xùn)練，得到正常數(shù)據(jù)樣本訓(xùn)練情況下的超球體半徑，并保存訓(xùn)練好的支持向量數(shù)據(jù)描述模型；

步驟四、利用傳感器在線實時采集轉(zhuǎn)子故障狀態(tài)運行下的運行振動數(shù)據(jù)，對所述運行振動數(shù)據(jù)進行時域及頻域特征提取，作為測試集，所述測試集與訓(xùn)練集構(gòu)成相同，由15個時域特征與4個頻域特征組成；

步驟五、將測試集輸入步驟三中的訓(xùn)練好的支持向量數(shù)據(jù)描述模型中，計算測試集中各個樣本與球心之間的距離，并與正常樣本情況下的超球體半徑相比較，若超出正常樣本下的半徑閾值，則判定為設(shè)備異常，否則為正常設(shè)備。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于支持向量數(shù)據(jù)描述的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)異常檢測方法，其特征在于，步驟二所述的15個時域特征如下：

(1)平均值

平均值的表達式為：

(2)均方值

均方值的表達式為：

(3)方差與標準差σ_x

其中方差的表達式為：

其中標準差的表達式為：

(4)方根幅值X_ra

方根幅值的表達式為：

(5)平均幅值

平均幅值的表達式為：

(6)均方幅值X_rms

均方幅值的表達式為：

(7)峰值X_P

峰值代表信號幅值中的瞬時單峰最大值，表達式為：

X_P＝E(max|x_i|)

(8)峰峰值X_pp

峰峰值的表達式為：

X_pp＝max(x_i)-min(x_i)

(9)波形指標W

波形指標具有穩(wěn)定性好、敏感性差的特點，其表達式為：

(10)峰值指標I_P

峰值指標的表達式為：

(11)脈沖指標C_f

脈沖指標的表達式為：

(12)裕度指標C_e

裕度指標的表達式為：

(13)偏斜度S_c

偏斜度的表達式為：

(14)峭度C_q

峭度指標的表達式為：

上述各式中，N為所采集振動信號的總數(shù)；x_i為第i個信號。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于支持向量數(shù)據(jù)描述的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)異常檢測方法，其特征在于，步驟二所述的4個頻域特征表達式依次如下：

式中，N為所采集振動信號的總數(shù)；s(x_i)為第i個信號的頻域幅值；F₁表示頻域振動能量的大小；F₂表示信號頻譜與該信號頻譜均值之間的偏離程度；F₃表示信號頻譜相對均值不對稱的程度；F₄表示信號在均值處峰值的高低。