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专利号: 201910837064X
申请人: 西安理工大学
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:

1.一种基于VPRS-RBF神经网络的箱变故障诊断方法,其特征在于:具体包括如下步骤:步骤1:选取样本;

步骤2:对步骤1选取的样本进行约简;

步骤3:对步骤2约简后的样本进行训练;

步骤4:对步骤3训练后的样本进行测试。

2.根据权利要求1所述的一种基于VPRS-RBF神经网络的箱变故障诊断方法,其特征在于:所述步骤1的具体过程如下:将箱变故障样本对象表示为Y={y1,y2,…,yn},n为样本数量;特征参量表示为X={x1,x2,…,xm},m为特征参量数量;故障类型表示为D={d1,d2,…,dh},h为故障类型数量;

利用变精度粗糙集对n个箱变故障样本进行约简,具体为:将样本构建为原始决策表,该决策表表示为一个四元组S=,其中,U={y1,y2,…,yn}是论域,即由对象yi组成的有限集合;

A={a1,a2,…}=C∪D是有限个属性集合且 C是条件属性集合X,D是决策属性集合;

Va是属性a的值域;f是信息函数,f:U×A→V为单一映射,即 y∈U,f(y,a)∈Va,f(y,a)为U中每个对象的每一个属性的信息值;

对于箱变故障样本Y,特征参量X为决策表的条件属性,故障类型D为决策表的决策属性。

3.根据权利要求2所述的一种基于VPRS-RBF神经网络的箱变故障诊断方法,其特征在于:所述步骤2的具体过程如下:步骤2.1:对原始决策表中的条件属性进行标准化处理,标准化使用Z-core正规化法,如公式(1)所示:其中,E(xi)表示原始样本集中特征变量xi的均值,D(xi)为特征变量xi对应的标准差;

步骤2.2:对原始决策表的条件属性和决策属性的数据进行离散化处理,将连续属性的值域划分为若干个子区间得到离散表S’;

步骤2.3:令属性核集合Core为空,0.5<β≤1,i=1;对m个条件属性循环执行步骤2.4至步骤2.6;

步骤2.4:对步骤2.2获得的离散表S’中等价关系ind根据公式(2)计算相对正确分类率P,根据相对正确分类率P判断相对正确率是否大于β,若是,利用公式(3)计算正域POSβC:POSβC=RCβ=∪{C:P(C,D)≥β}                       (3);

步骤2.5:利用公式(4)计算条件属性对决策属性的依赖度λ(C,D,β):若单个属性i的依赖度λ(Ci,Di,β)等于λ(C,D,β),则认为此条属性为冗余属性,予以删除;若λ(Ci,Di,β)不等于λ(C,D,β),则利用公式(5)计算重要度SIG(C,{i}),当SIG(C,{i})≠

0时,将此条属性作为属性核之一,即Core={Ci,};否则,此条属性为非属性核,令i=i+1;

SIG(C,{i})=λ(C,{i},β)+λ({i},D,β)                  (5);

步骤2.6:判断条件属性循环;若i>m,约简结束,执行步骤2.7;如果否,返回步骤2.3;

步骤2.7:获得属性核集合,形成属性约简表。

4.根据权利要求3所述的一种基于VPRS-RBF神经网络的箱变故障诊断方法,其特征在于:所述步骤3的具体过程如下:步骤3.1:设定参数:初始RBF神经网络的学习速率η、收敛精度ε:步骤3.2:确定输入向量x、实际输出向量y和期望输出向量o,x=[x1,x2,……xm]T,y=T T[y1,y2,……yn] ,o=[o1,o2,……on];

步骤3.3:确定输入层;输入层为样本的条件属性向量,即步骤3.2中的输入向量x=[x1,x2,……xm]T;输入层节点数量为样本的维度m;

步骤3.4:确定隐藏层;径向基神经元(径向基函数)数量为p(p>m),采用高斯函数作为径向基函数Φj(x)如公式(6):其中,x为m维的输入变量,cj是第j个径向基函数的中心,与x具有相同维数的向量;δj是第j个隐层神经元的径向基函数宽度;

步骤3.5:确定输出层;整个网络的输出是隐藏层隐神经单元输出的线性加权和,采用如下公式(7)表示:步骤3.6:采用梯度下降法对RBF网络结构中隐含层神经元的中心c、宽度σ以及输出权值w进行监督训练优化,寻求网络的自由参数使得网络输出和期望输出的均方误差ξ达到极小:其中,y(x)为网络的实际输出向量,o为期望输出向量;

步骤3.7:基于梯度下降法,对利用公式(8)、(9)、(10)、(11)对中心点、中心宽度和权重参数进行更新迭代计算;

其中, 为梯度向量;

步骤3.8:判断收敛性,若ξ≤ε,则执行步骤4;否则,执行步骤3.6。

5.根据权利要求4所述的一种基于VPRS-RBF神经网络的箱变故障诊断方法,其特征在于:所述步骤4的具体过程如下:选择约简后决策表中的剩余部分数据作为测试样本,将径向基神经训练结果与测试样本实际结果相对比,即得到故障诊断模型的故障诊断准确率。