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专利号: 2023109794015
申请人: 淮阴师范学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 控制;调节
更新日期:2025-04-01
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于大数据的电气故障检测控制系统,其特征在于,包括:数据采集模块,通过传感器和监控系统收集电气设备运行数据,所述运行数据包括电流、电压和温度;

数据处理模块,用于对采集到的数据进行预处理,所述预处理包括清洗、去噪、归一化;

特征提取模块,用于从预处理后的数据中提取出机器故障发生前出现的特征信息,包括运行频率和运行效率,基于运行频率和运行效率生成设备稳定度;

模型构建模块,基于机器学习对提取的特征进行训练和建模,建立故障检测模型,所述故障检测模型用于拟合运行数据与设备稳定度之间的关系;

结果输出模块,用于将待检测的运行数据输入到所述故障检测模型中进行预测,获得设备稳定度,判断是否存在故障,将诊断结果以可视化的方式呈现给用户;

所述模型构建模块建模过程为:

根据特征信息结果,建立故障检测数学模型,检验参数包括电流运行数据I、电压运行数据U和温度运行数据T;

建立直角坐标系,以设备稳定度为纵坐标,分别以电流运行数据I、电压运行数据U和温度运行数据T为横坐标,对运行数据进行一维拟合,分别建立3个运行数据对应的一维拟合函数,每项运行数据选取n个检验值,n为正整数,所述一维拟合函数公式如下:y=Aix+Bi;

其中A和B为参数,i=1,2,3,分别代表电流运行数据I、电压运行数据U和温度运行数据T;

Ai和Bi的取值通过下列公式获取:

其中j=1,…,n,和 分别表示x和y的平均数;

通过上述公式分别计算电流运行数据I对应的参数A1和B1、电压运行数据U对应的参数A2和B2、温度运行数据T对应的参数A3和B3;并通过下列公式计算运行数据对应的稳定度相关系数:如果所有稳定度相关系数均大于预设阈值,则表示故障检测模型符合要求;如果至少存在一个稳定度相关系数低于预设阈值,则再次进行特征提取和建模训练。

2.根据权利要求1所述的一种基于大数据的电气故障检测控制系统,其特征在于,所述数据处理模块去噪的具体过程为:基于DBSCAN聚类的方法检测数据中的异常值,对于检测到的异常值进行删除,通过插值算法对数据进行修正,并通过中值滤波减少数据中的噪声。

3.根据权利要求1所述的一种基于大数据的电气故障检测控制系统,其特征在于,所述模型构建模块中,设备稳定度∈[0,100],当稳定度等于0时,电气设备处于故障状态,当稳定度位于(0,60)时,电气设备处于高风险状态,当稳定度位于[60,90)时,设备处于低风险状态,当稳定度位于[90,100]时,电气设备处于稳定状态。

4.根据权利要求1所述的一种基于大数据的电气故障检测控制系统,其特征在于,所述结果输出模块输出多种形式的可视化结果,包括柱状图、折线图和热力图。

5.根据权利要求1所述的一种基于大数据的电气故障检测控制系统,其特征在于,所述数据采集模块通过云端平台实现数据的实时收集和存储。