[发明专利]一种电机类设备的异常检测方法及装置

权利要求书

1.一种电机类设备异常检测方法，其特征在于，包括：

边缘网关采集待检测电机类设备的待检测信号，所述待检测信号包括音频信号和/或振动信号；

所述边缘网关从所述待检测信号中提取信号特征，构造信号特征向量；

所述边缘网关获取参数矩阵以及信号特征矩阵的期望和方差，所述信号特征矩阵为所述边缘网关采集正常工作状态下的电机类设备的设备信号得到正常信号集合后，从所述正常信号集合的每个正常信号中提取信号特征后所构造的特征矩阵，所述信号特征矩阵中的一个行向量表示一个正常信号的信号特征所构成的向量，所述信号特征矩阵中所有行向量均服从以0和所述参数矩阵为参数的高斯分布；

所述边缘网关根据所述参数矩阵、所述信号特征矩阵的期望和方差以及所述信号特征向量，计算所述待检测信号的异常距离，所述待检测信号的异常距离用于表征所述信号特征向量与所述信号特征矩阵中所有行向量之间的距离；

所述边缘网关根据所述待检测信号的异常距离，确定所述待检测电机类设备是否异常。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述参数矩阵为通过最大化目标函数计算得到的，所述目标函数用于计算所述正常信号集合中所有正常信号的联合概率密度。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述参数矩阵为通过将最大化所述联合概率密度转化为最小化平均异常距离计算得到的，所述平均异常距离为所述正常信号集合中所有正常信号的异常距离的平均值。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述边缘网关根据所述参数矩阵、所述信号特征矩阵的期望和方差以及所述信号特征向量，计算所述待检测信号的异常距离，包括：

所述边缘网关根据所述信号特征矩阵的期望和方差对所述信号特征向量进行归一化处理，得到归一化的信号特征向量；

所述边缘网关将所述归一化的信号特征向量右乘所述参数矩阵后，再右乘所述归一化的信号特征向量的转置，得到所述待检测信号的异常距离，其中，所述归一化的信号特征向量的列数与所述参数矩阵的行数相同，所述参数矩阵的列数与所述归一化的信号特征向量的转置的行数相同。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，

所述边缘网关获取参数矩阵以及信号特征矩阵的期望和方差包括：所述边缘网关接收控制器发送的所述参数矩阵以及所述信号特征矩阵的期望和方差；

所述方法还包括：

所述边缘网关接收所述控制器发送的变换参数，所述变换参数为所述控制器通过Box-Cox变换将所述每个正常信号的异常距离转化为服从正态分布的异常距离得到的；

所述边缘网关根据所述变换参数对所述待检测信号的异常距离进行Box-Cox变换，得到经变换的异常距离；

所述边缘网关接收由所述控制器发送的所述服从正态分布的异常距离的期望和方差，并根据所述服从正态分布的异常距离的期望和方差，计算所述经变换的异常距离的概率密度；

所述边缘网关根据所述概率密度，确定所述待检测电机类设备的异常程度。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，

所述边缘网关获取参数矩阵以及信号特征矩阵的期望和方差包括：所述边缘网关根据所述信号特征矩阵，计算所述参数矩阵以及所述期望和方差；

所述方法还包括：

所述边缘网关通过Box-Cox变换将所述每个正常信号的异常距离转化为服从正态分布的异常距离，得到所述Box-Cox变换的变换参数；

所述边缘网关根据所述变换参数对所述待检测信号的异常距离进行Box-Cox变换，得到经变换的异常距离；

所述边缘网关计算所述服从正态分布的异常距离的期望和方差，并根据所述服从正态分布的异常距离的期望和方差，计算所述经变换的异常距离的概率密度；

所述边缘网关根据所述概率密度，确定所述待检测电机类设备的异常程度。