[发明专利]一种基于信息传递模型的流程工业复杂机电系统故障溯源方法

摘要

本发明公开了一种基于信息传递模型的流程工业复杂机电系统故障溯源方法，以海量高维系统运行状态监测数据为基础，采用数据分析的方法，以不同监测变量间的信息传递关系作为系统信息模型耦合关系的测度，综合考虑流程工业反馈控制对系统故障溯源过程的影响，发明了系统故障过程识别方法和溯源方法，本发明能够从任意异常信息监测点追溯系统故障的唯一根事件，且故障溯源过程不依赖系统物理拓扑先验知识，本发明中部分处理过程可以直接应用于流程工业复杂机电系统信息建模，追溯系统故障原因，提高企业的数字化监控水平，辅助科学维修维护。

主权项

一种基于信息传递模型的流程工业复杂机电系统故障溯源方法，其特征在于，包括以下步骤：1)收集流程工业复杂机电系统的运行状态历史监测数据，建立高维原始数据集，并根据原始数据集定义复杂机电系统的信息传递模型的基本结构；2)根据步骤1)的原始数据集和定义的信息传递模型的基本结构，以传递信息量作为系统耦合关系的度量，采用基于二进制编码和十进制解码相结合的符号传递熵方法，分析计算系统监测变量间的耦合关系，构建复杂机电系统信息传递模型，得到监测变量耦合关系权重区间[Smin,Smax]；3)故障溯源：3.1)识别系统故障发展过程，确定系统运行状态从正常到故障的开始时间点tstart和截止时间点tend；3.2)计算tstart～tend时间段内监测变量间的信息传递量和传递方向，确定系统异常状态变量耦合关系；3.3)从监测变量任意选取一点作为溯源起始点ps，寻找tstart～tend时间段内所有信息流向ps的监测变量构成集合STrace_Temp，对比tstart～tend时间段内STrace_Temp内任意元素ei到ps的信息传递量与步骤2)中监测变量耦合关系权重区间[Smin,Smax]，若则从STrace_Temp中删除ei，得到更新后的元素集合STrace_Temp'；重复以上步骤直至则最后一个使STrace_Temp'非空的元素即为故障根事件，完成故障溯源。