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专利号: 201811082562X
申请人: 重庆交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于故障树和迁移学习的堆垛机故障诊断方法,其特征在于,包括如下步骤:采集堆垛机的故障信息;

将所述故障信息分类为数字信息及文字信息;

对所述数字信息进行预处理得到故障数据有效IMF分量的瞬时振幅;

利用迁移学习故障诊断模型对故障数据有效IMF分量的瞬时振幅进行分析,生成第一故障原因信息;

利用故障树模型对文字信息进行分析,生成第二故障原因信息;

建立迁移学习故障诊断模型的步骤如下:

获取源数据及辅助数据,所述源数据为堆垛机历史运行数据,所述辅助数据为实验室中的堆垛机运行数据;

对源数据进行EEMD分解,计算分解后的源数据与未分解的源数据的相关系数,获取相关系数最大的m个分解后的源数据的IMF分量作为源数据有效IMF分量;

利用希尔伯特变换获得所述源数据有效IMF分量的瞬时振幅;

基于有效IMF分量的瞬时振幅生成源数据样本Ta,其中,是第i1个源数据有效IMF分量的瞬时振幅, 是第i1个源数据有效IMF分量对应的故障类别;

对辅助数据进行EEMD分解,计算分解后的辅助数据与未分解的辅助数据的相关系数,获取相关系数最大的n个分解后的辅助数据的IMF分量作为辅助数据有效IMF分量;

利用希尔伯特变换获得所述辅助数据有效IMF分量的瞬时振幅;

基于有效IMF分量的瞬时振幅生成辅助数据样本Tb,其中,是第j2个辅助数据有效IMF分量的瞬时振幅, 是第j2个辅助数据有效IMF分量对应的故障类别;

利用迁移学习中的TrAdaBoost算法基于源数据样本Ta及辅助数据样本Tb训练迁移学习故障诊断模型。

2.如权利要求1所述的基于故障树和迁移学习的堆垛机故障诊断方法,其特征在于,所述数字信息为使用堆垛机上安装的霍尔电流传感器测量得到的堆垛机运行电流信息。

3.如权利要求1所述的基于故障树和迁移学习的堆垛机故障诊断方法,其特征在于,获取的数字信息存储在excel文件内,对数字信息进行预处理包括如下步骤:利用区间均值平滑算法对获得的数字信息进行处理,使得数据在每一个距离区间内分布均衡;

利用插值算法对区间均值平滑后的数字信息进行插值,获得完整的故障数据;

对完整的故障数据进行EEMD分解,计算分解后的故障数据与未分解的故障数据的相关系数,获取相关系数最大的预设个数个故障数据,将所述故障数据分解后的IMF分量作为所述故障数据有效IMF分量;

利用希尔伯特变换获得所述故障数据有效IMF分量的瞬时振幅。

4.如权利要求3所述的基于故障树和迁移学习的堆垛机故障诊断方法,其特征在于,对数字信息进行区间均值平滑的过程如下所示:利用MTALAB软件中的xlsread函数读取保存数字信息的excel文件中的data数据;

在data数据中搜索等于NAN的元素,并将其去除;

设置均值区间,均值区间内的数据点集为DI(t),其中,DI(t)=[d1(t) d2(t)…dM(t)],I表示第I个距离区间,M表示距离区间里的数据点个数,第I个距离区间的数据点的均值为D'I(t),其中, dj1(t)表示第I个距离区间里的第j1个数据点。

5.如权利要求1所述的基于故障树和迁移学习的堆垛机故障诊断方法,其特征在于,训练迁移学习故障诊断模型的方法包括:步骤1:将数据集T={Ta,Tb}作为训练样本,将数据集 作为测试样本,设置迭代总次数为N,设置当前迭代次数t为0,其中k为训练样本中的样本个数;

步骤2:初始化权重向量 其中,m+n为训练样本

总数, 是每个样本的权重;设置

步骤3:将当前迭代次数t的值加1,计算 q为第q个训练样本;

步骤4:利用朴素贝叶斯分类算法,得到测试样本S上的分类器ht;

步骤5:计算分类器ht在数据集Ta上的错误率εt,其中 其中表示第t次迭代的第l2个样本的权重;

步骤6:计算βt=εt/(1-εt),设置分类器ht的权重参数为步骤7:更新权重,即 若t<N,执行步骤3,若t

=N,执行步骤8;

步骤8:得到最终分类器

6.如权利要求1所述的基于故障树和迁移学习的堆垛机故障诊断方法,其特征在于,故障树的根节点为堆垛机故障,堆垛机故障的下一层节点包括运行机构故障、通信故障及任务中断故障;运行机构故障的下一层节点包括水平运行机构故障、起升机构故障及货叉伸缩机构故障;水平运行机构故障的下一层节点包括水平导向轮故障、激光测距仪故障、水平变频器故障及运行轨道故障;起升机构故障的下一层节点包括货物超载、起升变频器故障及载货台导向轮故障;货叉伸缩机构故障的下一层节点包括货叉轴承故障及检测器故障;

通信故障的下一层节点包括PLC控制器故障及光通信故障;PLC控制器故障的下一层节点包括PLC硬件损坏及PLC存储卡损坏;光通信故障的下一层节点包括通信链路断及通信模块电源故障;通信链路断的下一层节点包括通信硬件接口损坏及通信线缆损坏;任务中断故障的下一层节点包括非法任务地址、满入及空出;满入的下一层节点包括放货货位被占用及放货通道被占用;放货货位被占用的下一层节点包括探货检测安装位置偏差及放货货位被占用误报;空出的下一层节点包括取货货位被占用及取货通道被占用;取货货位被占用的下一层节点包括探货检测安装位置偏差及取货货位被占用误报。

7.如权利要求1所述的基于故障树和迁移学习的堆垛机故障诊断方法,其特征在于,采用Fussell算法对故障树进行从上到下的搜寻,计算故障树的最小割集,将故障树的最小割集作为第二故障原因信息。