[发明专利]基于稀疏表示的汽车发动机故障诊断系统和方法

权利要求书

1、基于稀疏表示的汽车发动机故障诊断系统，其特征在于：包括：

用于接收故障诊断终端传来的待检信号并回发诊断结果的网络接口模块；

用于控制和管理DSP模块、网络接口模块、IDE模块和I/O模块，接收经网络接口模块传来的待检信号并生成待检信号数据库存入IDE模块，将DSP模块输出的诊断结果存入IDE模块的诊断结果备案数据库的现场可编程逻辑阵列FPGA模块；

用于存储发动机声音信号故障档案数据库、待检信号数据库以及诊断结果备案数据库的IDE模块；

从IDE模块中读取待检信号并进行诊断，然后输出诊断结果的DSP模块；

用于提供人机交互的I/O模块；

同时，所述FPGA模块同时与DSP模块、IDE模块、网络接口模块、I/O模块相连接，DSP模块同时与IDE模块连接，所述网络接口模块与故障诊断终端信号连接；

所述DSP模块包括：

用于对发动机声音信号故障档案数据库中的发动机声音信号进行预处理，以及对待检信号数据库中的待检信号进行预处理的预处理模块；

用于对预处理后的故障档案类间差异信号进行自适应稀疏分解，以选择出最优基函数的稀疏分解模块；

用于计算所述最优基函数与故障档案信号的内积，以提取故障档案特征的故障特征提取模块；

用于利用故障档案特征训练分类算法的分类算法模块；

用于计算所述最优基函数与待检信号的内积，以生成待检信号特征的待检信号特征提取模块；

用于将待检信号特征代入分类算法模块所训练的分类算法，以进行故障诊断的故障诊断模块；

用于依据待检信号特征至分类超平面的距离，设置故障诊断置信度门限，判断诊断结果是否可信的诊断结果分析模块；

用于将诊断结果分析模块判断为可信的待检信号加入故障数据档案库的故障档案数据库更新模块；

用于将诊断结果分析模块判断为不可信的待检信号保留在待检信号数据库的待检信号数据库更新模块；

用于核查待检信号数据库的截止判决模块；

用于将诊断结果传送给FPGA的诊断结果输出模块；

同时，所述预处理模块、稀疏分解模块、故障特征提取模块、分类算法模块、故障诊断模块、诊断结果分析模块、故障档案数据库更新模块依次连接，所述故障档案数据库更新模块同时与稀疏分解模块相连接，所述诊断结果分析模块同时与待检信号数据库更新模块、截止判决模块、诊断结果输出模块依次连接，所述稀疏分解模块与待检信号特征提取模块相连接后分别与故障诊断模块、截止判决模块相连接。

2、根据权利要求1所述基于稀疏表示的汽车发动机故障诊断系统，其特征在于：所述稀疏分解模块包括：

用于计算发动机故障档案数据库2类信号均值差异的类间差异子模块；

用于构建超完备基的超完备基子模块；

采用匹配跟踪算法和粒子群优化算法，选择少数基函数稀疏表示故障档案类间差异信号的基函数选择子模块；

用于对所选择的基函数的参数进行编码，以初始化粒子群的初始化子模块；

用于逐次分解残余信号的逐次分解子模块；

用于计算逐次分解子模块每次分解的残余信号能量与类间差异子模块所计算的发动机故障档案数据库类间差异信号的均值的比值，若该比值不小于预设门限时，则返回逐次分解子模块对残余信号继续进行逐次分解的分解截止判决子模块；

同时，所述类间差异子模块、超完备基子模块同时与基函数选择子模块连接后依次与初始化子模块、逐次分解子模块、分解截止判决子模块相连接。