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专利号: 2019113598800
申请人: 杭州电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
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.基于欧氏距离多尺度模糊样本熵的工业系统故障检测方法,其特征在于包括以下步骤:步骤1、通过工业系统信号采集设备采集不同状态类型下的原始信号;

步骤2、对每种状态类型下原始信号对应一个时间序列{x(i)|i=1,2,...,N},其中i序列对应某一时刻的数值,N表示时间序列的长度;对时间序列{x(i)|i=1,2,...,N}进行尺度因子τ粗粒度变换,τ为正整数,形成若干粗粒数值点最终得到τ个粗粒化长度为p的新信号时间序列,其中第k个新信号时间序列具体变换公式如下:步骤3、对第k个粗粒化长度为p的新信号时间序列进行嵌入维数为m的向量重构,得到从 到 其中为向量序列平移的距离,具体公式如下:

步骤4、使用重构后的向量,计算尺度因子τ下第k个新信号时间序列的欧式距离模糊样本熵:

4.1任意两个初始向量不同的m维信号时间序列 与 之间的距离 为两个重构后向量的欧氏距离,具体公式如下:

4.2给定阈值r,r取值0.15×SD,SD为原始序列{x(i)|1≤i≤N}的标准差;通过模糊函数 计算 和 间的相似度 公式如下:

4.3统计向量间的匹配度,记为

4.4对所有的 求平均,记作

4.5将嵌入维数增加为m+1,重复以上步骤3-4.4计算向量间的匹配度,记为 并对所有的 求平均,记作

4.6定义第k个新信号时间序列的欧氏距离模糊样本熵:

步骤5、更新k值,将嵌入维数恢复为m,重复以上步骤3-4.6,求下一个新信号时间序列的欧氏距离模糊样本熵,直至求得所有τ个新信号时间序列的欧氏距离模糊样本熵;

步骤6、对所有τ个新信号时间序列的欧氏距离模糊样本熵求均值,最终得到原始时间序列在尺度τ下的欧氏距离模糊样本熵:步骤7、更新尺度因子τ的值,返回至步骤2,求下一个尺度因子的欧氏距离模糊样本熵,直至满足尺度因子个数的要求,最终得到欧氏距离多尺度模糊样本熵,即一组在多个不同尺度因子下的欧氏距离模糊样本熵值;

步骤8、将上述欧氏距离多尺度模糊样本熵作为前后向传播神经网络的输入,神经网络设置为四层拓扑结构,其中输入层点的个数等于尺度因子的个数,每个点对应每个尺度因子的欧氏距离模糊样本熵,隐藏层为30个点;输出层输出对应着系统不同状态类型下每种类型标记的向量值;最终进行工业系统故障信号识别与故障检测。