一种基于模板匹配的多开关参量故障诊断方法

摘要

本发明涉及一种基于模板匹配的多参量故障诊断的方法，用被测设备正常运行时的多个开关状态参量，生成与时间无关的状态转换表和标准的时序转换表，分为状态模板和时序模板；实时测量设备实际运行时的开关状态参量，生成实际的状态转换表和时序转换表；将实际的状态转换表与状态模板进行比对，并将实际的时序转换表与时序模板进行比对，得出状态误差或时序误差，进而判断出设备所发生的故障。本发明同现有技术相比，不仅改变了两种类型开关量的故障诊断只能是一对一的进行的现状，而且对于集成度越来越高的各种设备的多个开关量信号的状态组合出现的问题，可根据实际设备灵活生成，有广阔的应用范围，特别适用于一线操作人员使用。

主权项

一种基于模板匹配的多开关参量故障诊断方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：通过分析设备的工作原理，或者通过实际测量设备正常运行时多个开关量的变化过程，或者将两种方法相结合，获得设备正常运行条件下的开关量状态变化数据，得到正常的开关量状态变化时序图；步骤1.1：通过分析设备工作原理，得出设备正常运行时开关量的状态及转换时间或利用设备监测系统测量设备正常运行时开关量的状态及转换时间或将两种方法相结合；步骤1.2：设被测设备有n个开关量，各开关量的状态用k_i表示，k_i定义如下：步骤1.3：把n个开关量的状态组合成一个集合K，K＝{k₁，k₂，…，k_n}；把K作为一个整体来看，则K的某一取值代表设备处于一个特定的状态；当在某一时刻某个或某些开关量的状态发生变化，称设备状态发生了转换；假定初始时刻为t₀，此时设备开关量状态为其中上标T表示矩阵或向量的转置；第一次状态转换发生在t₁时刻，此时的设备开关量状态为依次类推，第q次状态转换发生在t_q时刻，此时的设备开关量状态为设备正常运行过程中所有的开关量转换时刻构成一个时序集合T，T＝{t₁，t₂，…，t_q}；步骤2：利用正常的开关量状态变化时序图进行模板构造，生成标准的状态转换表和时序转换表，即状态模板和时序模板；步骤2.1：状态模板的构造方法：将设备正常运行过程中所有开关量状态集合进行排列，得到一个n×(q+1)的矩阵[K⁰，K¹，…，K^q]，其中(q+1)是指包含初始状态和q次状态转换，该矩阵中各元素的数值对应标准的状态转换表，即状态模板；步骤2.2：时序模板构造方法：利用设备正常运行时的初始时刻t₀和时序集合T得到设备各次状态转换的时长，将状态转换时长进行一维排列，生成标准的时序转换表，即时序模板；步骤3：实时测量设备实际运行时的开关量变化数据，得到实际的状态变化时序图，生成实际的状态转换表和时序转换表；步骤4：将实际的状态转换表与状态模板进行状态比对，并将实际的时序转换表与时序模板进行时长比对，得出状态误差或时序误差，进而判断出设备所发生的故障；步骤5：根据步骤4所判断出的故障，进一步进行故障类型的诊断。