[发明专利]一种基于有监督投票机制的空调机组故障诊断方法

说明书

本发明涉及一种基于有监督投票机制的空调机组故障诊断方法，首先基于各传感器之间等式约束条件，建立描述传感器网络的投票网络；接着每个传感器通过判断对应的约束条件是否满足、以及结合权值构建投票矩阵，并在投票矩阵之外增加投票系数矩阵，建立以投票系数矩阵为决策变量，基于F测度与1之间的差值的平方和建立优化目标的目标函数，采用模拟退火算法得到最优投票系数矩阵；最后基于最优投票系数矩阵建立玻尔兹曼机的权重矩阵；基于权重矩阵对玻尔兹曼机的状态进行迭代更新，并根据其收敛到的状态确定传感器节点状态，对空调机组传感器故障实现精确诊断，设计方案克服大规模网络难以对故障进行定位的缺点，比之其他分布式方法有独特的优势，并且大大提高了求解速度。

技术领域

本发明涉及一种基于有监督投票机制的空调机组故障诊断方法，属于空调机组故障诊断技术领域。

背景技术

暖通空调系统在建筑物总能耗中的能耗占比最高，约为50-60％，在暖通空调中大约42％的制冷能耗、以及26％的维修费用是设备故障造成。据估计，暖通空调故障诊断可以减少 10-40％的能源消耗。空调机组是暖通空调系统中重要的子系统，主要用于通过换热、以及送风满足室内人员的舒适度需求。空调机组中的传感器可能出现偏差、零漂、大噪声等故障。这些故障导致无法准确了解设备当前的状态，导致错误的控制，引起能源浪费、以及无法满足室内人员的舒适度需求。因此，对于空调机组的传感器的故障诊断很重要。由于空调机组中安装了大量传感器，对于故障的精确定位比较困难。在过去的数十年中，对于空调机组传感器的故障诊断研究还不是很多。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于有监督投票机制的空调机组故障诊断方法，通过传感器之间基于约束等式的投票机制，结合系数优化，高效准确的针对空调机组实现故障诊断。

本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了一种基于有监督投票机制的空调机组故障诊断方法，基于空调机组中各目标传感器分别所对应的各个约束等式，以各目标传感器作为各节点，结合彼此间存在至少一个相同约束等式的两节点以边相连，构建空调机组所对应的玻尔兹曼机结构；

所述空调机组故障诊断方法，根据已知各目标传感器对应正常状态或非正常状态的实际状态的样本时刻，针对初始化各目标传感器之间投票系数值均为1的系数矩阵C，按步骤A 至步骤F，获得最优投票系数矩阵；进一步根据最优投票系数矩阵，针对未知各目标传感器实际状态的待分析时刻，执行步骤i，实现各目标传感器对应待分析时刻的状态检测；

步骤A.基于各目标传感器的样本时刻传感检测数据分别所涉及各约束等式中等号两侧数据结果之间的差值、以及各目标传感器的样本时刻权值，针对全部约束等式所划分的情况 1，单个约束等式涉及至少两个目标传感器，以及情况2，单个约束等式仅涉及一个目标传感器，完成各目标传感器的样本时刻投票操作，获得总投票矩阵V，然后进入步骤B；

步骤B.根据系数矩阵C如下：

针对总投票矩阵V，按如下公式：

构成玻尔兹曼机所对应的节点间投票结果矩阵W，然后进入步骤C；表示Hadamard积， N表示全部目标传感器的个数，c_1,N表示第1个目标传感器向第N个目标传感器的投票系数值，V_1,N表示第1个目标传感器向第N个目标传感器的投票值；

步骤C.基于玻尔兹曼机所对应的节点间投票结果矩阵W，构建空调机组所对应的玻尔兹曼机，并在玻尔兹曼机中新增一个状态值等于1的新节点，获得对称化的新玻尔兹曼机，然后进入步骤D；