1.基于复杂网络的电梯曳引机转子故障诊断信息融合方法,其特征在于该方法包括以下步骤:(1)设定电梯曳引机转子的故障集合Θ={F1,…,Fi,…,FN|i=1,2,…,N},Fi表示故障集合Θ中的第i个故障,N为电梯曳引机转子所含故障模式的个数;
(2)设f1,i,f2,i和f3,i为能够反映故障集合Θ中每个故障Fi的故障特征参数,该特征参数为加速度信号,分别由风扇端、电机基座和电机壳体驱动端的加速度传感器提供;
将f1,i,f2,i,f3,i和Fi表示成样本集合Mi={[f1,i,f2,i,f3,i Fi]|t=1,2,3,…,Si},其中[f1,i(t),f2,i(t),f3,i(t),Fi]为一个样本向量,Si表示故障为Fi状态下的样本数据,并将其表示为Fi状态下的采样个数,取Si≥100;分别采样各个故障状态下的样本数据,并将其表示为集合形式 共计可获得δ个样本, |M|表示集合M中的个数;
(3)将故障Fi状态下获取的f1,i(t)、f2,i(t)和f3,i(t)表示成样本集合Mi′={[f1,i(t),f2,i(t),f3,i(t)]|t=1,2,…,Si},分别采样各个故障状态下的样本数据,并将其表示为集合形式 满足δ=|M|=|Mi′|,|Mi′|表示集合Mi′中元素的个数;
(4)对样本故障特征参数进行相关性分析,得到Pearson系数;将Pearson系数较大的两个特征参数归为同一组,记为GA,与其相关性较小特征参数归为另一组,记为GB;
(5)对步骤(4)得到的两组特征数据GA和GB分别构建数据复杂网络NetA和NetB,以相似度矩阵A和B描述,ai,j,bi,j分别是矩阵A和B中的元素,表示各组特征数据中样本xi和xj间距离di,j的函数;
(6)利用复杂网络社团划分原理,将数据复杂网络NetA和NetB划分成K1和K2类,记为将M个样本向量归入 得到K1类对应的样本Qk1={[f1,k1(uk1),f2,k1(uk1),f3,k1(uk1),Fk1(uk1)]|uk1=1,2,…,Uk1},Uk1表示Tk1类中归入的样本向量个数,并有Qk1∈M, Fk1(uk1)∈Θ,同时可由K1类样本向量各取均值得到样本集M所对应的K1个参考中心向量,可表示为Ck1=[ck1,1,ck1,2,ck1,3],其中k1=1,2,…,K1;
同理可将M中的样本向量归入 中,得到K2类对应的样本Qk2={[f2,k2(uk2),f2,k2(uk2),f3,k2(uk2),Fk2(uk2)]|uk2=1,2,…,Uk2},Uk2表示Tk2类中归入的样本向量个数,并有Qk2∈M, Fk2(uk2)∈Θ,同时可由K2类样本向量各取均值得到样本集M所对应的K2个参考中心向量,可表示为Ck2=[ck2,1,ck2,2,ck2,3],其中k2=1,2,…,K2;
(7)根据步骤(2)、步骤(3)、步骤(5)和步骤(6)获取的Fi和Tk1、Tk2,构造如表1与表2的关系表来表示Fi和Tk1、Fi和Tk2之间的对应关系;Nk1,i、Nk2,i分别表示Tk1、Tk2类所对应的样本集中故障 为Fi的 个数,并 有 和 和其中0≤Nk1,i、Nk2,i≤Si;
表1 Fi和Tk1之间的对应关系表
表2 Fi和Tk2之间的对应关系表
(8)根据步骤(7)中获取的对应关系表,当故障为Fi时,相应的样本数据归入第k1、k2类的似然函数为:并有 则定义第k1、k2类对应的第i类故障的参考证据
为:
得到两部分的故障诊断参考证据为
ep1=[ep1,1,ep1,2,…,ep1,N],ep2=[ep2,1,ep2,2,…,ep2,N]构造如表3、表4所示的似然信度表来描述Tk1、Tk2和Fi之间的关系;
表3 Tk1类似然信度表
表4 Tk2类似然信度表
(9)当在线监测获取t时刻的故障特征参数向量X(t)=[f1,i(t),f2,i(t),f3,i(t)]之后,定义证据的重要性权重wk描述证据ek相较与其他证据的相对重要性,分别求取故障特征参数向量与K1、K2个参考中心向量 之间的欧式距离并将其归一化得到Disk1与Disk2,定义wk1=Disk1,wk2=Disk2;
(10)利用证据的重要性权重wk来激活参考证据ep,得到ep_1、ep_2,将ep_1、ep_2分别进行归一化得到诊断证据ep1′、ep2′;
(11)利用Dempster组合规则对ep1′、ep2′进行融合,得到融合后的诊断结果为:式中m1、m2为两个定义在Θ上的质量函数,令参考证据m1=ep1′,m2=ep2′定义m=m1⊕m2为组合后的质量函数,⊕表示Dempster组合规则可作用于两个或多个质量函数上,A、B、C均为故障类型模式;
融合后的诊断证据为:
ep=[m(1),m(2),…,m(N)] (9)式中m(1),m(2),m(N)分别代表融合后进行归一化的故障类型为F1、F2、FN信度;
(12)利用步骤(11)得到的诊断证据ep,对电梯曳引机转子的故障进行诊断:ep中信度取值最大的所对应的Fi即为故障特征参数向量X(t)真实发生的故障模式。
2.根据权利要求1所述的基于复杂网络的电梯曳引机转子故障诊断信息融合方法,其特征在于:步骤(5)中ai,j,bi,j定义如下:ai,j=exp(-15×di,j),bi,j=exp(-15×di,j)式中,di,j采用欧式距离度量,定义样本自身的相似度为0,即当i=j时ai,j=0,bi,j=0。
3.根据权利要求1所述的基于复杂网络的电梯曳引机转子故障诊断信息融合方法,其特征在于:步骤(10)中ep_1、ep_2的计算如下:ep_1=wk1*ep1=[ep1,1′,ep1,2′,…,ep1,N′],ep_2=wk2*ep2=[ep2,1′,ep2,2′,…,ep2,N′]。