[发明专利]基于模拟退火改进克隆选择算法的能耗异常检测方法

权利要求书

1.基于模拟退火改进克隆选择算法的能耗异常检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.采集液压机的历史能耗数据，进行数据预处理后作为训练集数据；

S2.基于克隆选择算法的检测器生成阶段，随机生成检测器；

S3.利用模拟退火优化所述检测器，生成最佳检测器集；

S4.采集液压机的实时能耗数据，进行数据预处理后作为测试集数据；并利用所述最佳检测器集对所述测试集数据进行能耗异常检测；

所述步骤S2的具体步骤包括：

S21.将训练集数据中的异常模式数据标记为1类，正常模式数据标记为0类；

S22.基于标记后的训练集数据随机生成自我集S；

S23.随机生成检测器；

S24.所述检测器与自我集S进行匹配，若匹配成功则删除该检测器，并返回步骤S23；若匹配不成功，则作为新的检测器接受；

S25.检验是否生成预设数量的检测器，若是则结束，输出覆盖非我空间的检测器集C＝{C₁,C₂,...,C_n}；若否则返回步骤S24；

其中自我集元素s＝(c_s,r_s)；检测器集元素c＝(c_c,r_c)；c_s∈Rⁿ，c_c∈Rⁿ为中心；r_s∈Rⁿ，r_c∈Rⁿ为半径；维数n由能耗数据加窗处理的窗口宽度决定；

所述步骤S3中利用模拟退火优化所述检测器所采用的目标函数为：

设定初始目标函数：

约束条件为：

其中，V(D)为由检测器覆盖的体积，D是检测器集合，x是被检测的能耗数据，d_i是检测器元素，n是检测器数目，r_i是检测器半径，U是非我集，S是自我集；

将所述约束条件添加到初始目标函数后得到新的目标函数：

C(D)＝Overlapping(D)+γ·Nonself Covering(D)

其中Overlapping(D)为检测器集的重叠空间，γ是检测器集和非我空间之间的覆盖空间的系数，NonselfCovering(D)为检测器集和非我空间之间的覆盖空间；

两个检测器d_i与d_j之间的重叠空间Overlapping(d_i,d_j)的计算表达式如下：

其中分别是检测器d_i与d_j的中心；分别是检测器d_i与d_j的半径；

则检测器集的重叠空间Overlapping(D)的计算表达式如下：

检测器d_i与非我空间元素u_j的覆盖空间NonselfCovering(d_i,u_j)的计算表达式如下：

其中，分别表示非我空间元素u_j的中心和半径；

则检测器集和非我空间之间的覆盖空间NonselfCovering(D)的计算表达式如下：

将上述的所有计算表达式代入所述新的目标函数后，得到模拟退火优化所述检测器最终的目标函数。

2.根据权利要求1所述的能耗异常检测方法，其特征在于，所述步骤S1以及步骤S4中进行数据预处理的具体步骤包括：

对所述能耗数据的时间序列按时间轴进行加窗处理，并移动窗口以提取实值特征向量作为样本数据，逐行对所述样本数据进行标准化处理，将每一行样本数据分别标准化到区间[0,1]内从而完成数据预处理。