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专利摘要

本发明公开了一种基于置信规则推理的逆变器电容老化故障诊断方法，该方法在不同电容老化故障程度下，从变频器直流母线上采集直流母线电压特征值，并将其作为置信规则推理方法的输入，电容老化故障等级作为输出。首先设定输入输出的参考值集合，然后建立诊断置信规则库。通过每组输入数据激活多条规则，计算规则权重，并根据权重将激活的多条规则进行融合，得出每组输入所对应输出的置信结构，最终判断输出，实现对电容老化故障的诊断。 ......

基本信息

专利类型:
发明专利
申请/专利号:
CN201911108866.3
申请日期:
2019-11-13
专利申请人:
武汉理工大学
分类号:
G01R31/00 ; G06N5/04
发明/设计人:
高海波，廖林豪，陈亚杰，林治国，盛晨兴，徐晓滨，徐晓健，武美君，唐翊铭
权利要求: 1.一种基于置信规则推理的逆变器电容老化故障诊断方法，其特征在于，它包括如下步骤：步骤1：从变频器直流母线中采集不同电容老化程序下直流电压的瞬时值VDC，将其转化为直流电压的均方根值和峰峰值，作为置信规则推理方法的输入，相应的电容老化程度作为置信规则推理方法的输出；步骤2：设定输入信号参考值集合，根据电容老化程度设定输出等级；步骤3：构建电容老化故障的置信规则库，电容老化故障的置信规则库由L条规则组成，用于描述置信规则推理方法的输入fi(t)与电容老化故障程度y(t)之间的关系；步骤4：根据置信规则推理方法的输入fi(t)的参考值，将样本数据即步骤1的输入输出数据转化为参考值的匹配度；步骤5：根据样本数据及步骤4中计算的匹配度，寻找相对应的是置信规则库的规则并激活，计算所激活规则的权重wk；步骤6：根据规则权重wk，将规则通过证据推理算法融合进行融合，得到样本数据输入所对应输出等级的置信度步骤7：选择最大置信度下的输出等级作为输出结果。2.根据权利要求1所述的基于置信规则推理的逆变器电容老化故障诊断方法，其特征在于：步骤2中，通过欧式距离算法或专家经验构建电容老化故障的置信规则库。3.根据权利要求1所述的基于置信规则推理的逆变器电容老化故障诊断方法，其特征在于：所述步骤1中，通过变频器以预设的采样频率采集电容不同老化等级y(t)下的直流母线上电压的瞬时值VDC，并将其以预设的时间长度计算VDC的均方根值VR(t)和峰峰值VP(t)，作为置信规则推理法的输入f1(t)和f2(t)，将f1(t)和f2(t)，y(t)作为样本集合S＝{[f1(t),f2(t),y(t)];t＝1,...,T},T表示样本总数量。4.根据权利要求1所述的基于置信规则推理的逆变器电容老化故障诊断方法，其特征在于：所述步骤2中，设定输入信号参考值集合Ai＝{Ai,j;j＝1,...,Ji},i＝1,2,其中Ji为第i个输入的参考值个数，设定输出等级D＝{Dn;n＝1,...,N}，其中N为输出等级的个数，输入信号参考值集合A1和A2是采集到的直流母线电压均方根值和峰峰值的参考值集合。5.根据权利要求1所述的基于置信规则推理的逆变器电容老化故障诊断方法，其特征在于：所述步骤3中，构建电容老化故障置信规则库，描述置信规则推理方法的输入fi(t)与电容故障等级之间的关系，规则可表述为：Then{(D1,β1,k),(D2,β2,k),(D3,β3,k)} (1)式中：Rk表示置信规则库中的第k条规则，fi表示t时刻的第i个输入量，i＝1,2；表示第k条规则中第i个输入量的参考值，k＝1,…,L；βn,k表示在第k条规则下，对应输出等级Dn的置信度，满足该公式表示在第k条规则中，如果f1对应参考值且f2对应参考值那么输出就为Then{(D1,β1,k),(D2,β2,k),(D3,β3,k)}。6.根据权利要求1所述的基于置信规则推理的逆变器电容老化故障诊断方法，其特征在于：所述步骤4中，将样本数据转化为参考值匹配度，对于样本任一输入fi(t)，其值必定符合以下三种情况：大于输入信号参考值集合的最大值，小于输入信号参考值集合的最小值，落入输入信号参考值集合中相邻两个参考值的区间中；当fi(t)小于等于输入信号参考值集合中的最小值Aimin，此时fi(t)对Aimin的匹配度为1，对其它参考值的匹配度为1，当大于等于输入信号参考值集合中的最大值Aimax时，此时fi(t)对Aimax的匹配度为1，对其它参考值的匹配度为0；当Aimin≤fi(t)≤Aimax时，fi(t)对输入的参考值[Ai,j,Ai,j+1]的匹配度αi,j和αi,j+1如式(2)所示：αi,j＝(Ai,j+1-fi(t))/(Ai,j+1-Ai,j)αi,j+1＝(fi(t)-Ai,j)/(Ai,j+1-Ai,j) (2)。7.根据权利要求6所述的基于置信规则推理的逆变器电容老化故障诊断方法，其特征在于：所述步骤5中，对于任意一组输入数据[f1(t),f2(t)]，除超出参考值最大最小值的情况以外，单个输入数据fi(t)都会激活落入相邻两个参考值[Ai,j,Ai,j+1]区间内，从而激活两个参考值对应的两条规则，一组输入数据则会激活四条规则，落在[Aimin,Aimax]区间外的，仅激活最大或最小参考值对应的规则；计算激活规则的权重wk：式中，wk∈[0,1]，为在第k条规则中，输入fi(t)对参考值Ai,j的匹配度，是输入f1对参考值A1，j的匹配度，是输入f2对参考值A2，j的匹配度。8.根据权利要求1所述的基于置信规则推理的逆变器电容老化故障诊断方法，其特征在于：所述步骤6中，在得到被激活规则的权重后，将所有被激活规则根据权重进行融合，得到输入数据组[f1(t),f2(t)]所对应的输出电容老化故障程度的置信度βn：式中，N为输出等级的个数,wk为激活规则的权重，L表示规则的条数，βn,k表示在第k条规则下，对应输出等级Dn的置信度。9.根据权利要求1所述的基于置信规则推理的逆变器电容老化故障诊断方法，其特征在于：所述步骤7中，在得到输出电容老化故障等级的置信度[(D1,β1),(D2,β2),(D3,β3)]之后，选择最大βn对应的输出等级作为输出结果