[发明专利]基于支持向量机和二型模糊的离心式氮压机故障诊断方法

说明书

本发明公开了一种基于支持向量机和二型模糊的离心式氮压机故障诊断方法，包括以下步骤：S1：获取离心式氮压机在运行过程中的故障类型；S2：建立支持向量机，使用灰狼算法对支持向量机进行参数寻优；S3：以灰狼算法优化的支持向量机为基础，使用改进的有向无环图支持向量机搭建系统级故障诊断模块；本发明通过支持向量机对故障所属系统进行划分，简化了模糊推理部分的规则库设计，通过先将获取的离心式氮压机运行数据通过建立好的改进的有向无环图支持向量机模型来判断故障所属系统类型，再将该诊断结果结合运行数据送至区间二型模糊推理系统，最终判断故障原因，能快速准确的对离心式氮压机系统的整体运行故障进行诊断。

技术领域

本发明涉及自动化控制技术领域，尤其涉及一种基于支持向量机和二型模糊的离心式氮压机故障诊断方法。

背景技术

现代化设备对安全性和可靠性提出越来越高的要求，大型工业设备的故障，一旦发生就会造成极大的事故和危害，故障诊断技术就显得尤为重要。故障诊断在保证设备安全可靠与运行的同时，还能够带来巨大的经济效应和社会效应，能够及时地、准确地、高效地辅导工业现场生产，帮助尽早的发现故障，解决故障。离心式氮压机作为空分装置的一个重要设备，它的工作性能直接影响制约着空分产品的产量和质量，目前对于离心式氮压机，主要通过DCS系统对其运行过程进行监测记录参数，以及对离心式氮压机振动信号的处理监测，缺少对离心式氮压机系统的整体运行故障诊断。因此，研究设计一种高效、可行的离心式氮压机故障诊断方法，快速的定位、辨别故障，不仅能提高工业生产效率，也能够极大的保障生产安全。

例如，中国专利CN201910714740.4公开了大型压缩机机组辅机运行状态监测方法。该申请采用DCS系统对压缩机的运行状态进行检测，缺少对离心式氮压机系统的整体运行故障诊断。

发明内容

本发明主要解决现有的技术中缺少对离心式氮压机系统的整体运行故障诊断的问题；提供一种基于支持向量机和二型模糊的离心式氮压机故障诊断方法，将支持向量机和二型模糊推理系统相结合，极大的简化了模糊推理系统的搭建难度，具有简洁性、高效性、稳定性和准确性。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种基于支持向量机和二型模糊的离心式氮压机故障诊断方法，包括以下步骤：

S1：获取离心式氮压机在运行过程中的故障类型；

S2：建立支持向量机，使用灰狼算法对支持向量机进行参数寻优；

S3：以灰狼算法优化的支持向量机为基础，使用改进的有向无环图支持向量机搭建系统级故障诊断模块；

S4：使用区间二型模糊搭建器件级故障诊断模块；

S5：将基于修正相似余弦度改进的有向无环图支持向量机与区间二型模糊推理系统进行串联连接，进行离心式氮压机故障诊断。将支持向量机和二型模糊推理系统相结合，极大的简化了模糊推理系统的搭建难度，快速准确的诊断离心式氮压机系统的整体运行故障。

作为优选，所述的故障类型包括机械系统故障、油路系统故障和气路系统故障。将故障进行分类，使得诊断的故障更加准确。

作为优选，所述的支持向量机的建立方法为：在样本空间中找到泛化能力最大的一个划分超平面，在保证两类样本无错误的分开的同时，使得两个类别的分类间隔最大，在样本空间中，划分超平面的方法为：

ω^Tx+b＝0

其中ω＝(ω₁；ω₂；…；ω_d)为法向量，决定了超平面的方向；b为截距常量，决定了超平面与原点之间的距离，x为输入的氮压机故障数据；则样本空间中任意点x到超平面(ω,b)的距离为：

支持向量机区分类别的最优化公式为：