專利名稱：基于多層模糊匹配算法的液壓機(jī)狀態(tài)評(píng)價(jià)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于液壓機(jī)狀態(tài)判定技術(shù)，特別是一種基于多層模糊匹配算法的液壓機(jī)狀
態(tài)評(píng)價(jià)方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)診斷算法一般用采樣狀態(tài)信息與理論信息進(jìn)行簡(jiǎn)單對(duì)比的方案，這種方案對(duì)液壓機(jī)數(shù)字量狀態(tài)信息的監(jiān)測(cè)診斷較為有效，但是對(duì)于模擬量信息的衡量有較大缺陷，液壓機(jī)系統(tǒng)的監(jiān)控離不開大量的模擬量信息，例如壓力、流量、速度等，必須采用更為有效的算法將模擬量信息監(jiān)控與數(shù)字量監(jiān)控統(tǒng)一起來(lái)，作為液壓機(jī)整體狀況監(jiān)控指標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于多層模糊匹配算法的液壓機(jī)狀態(tài)評(píng)價(jià)方法
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為一種基于多層模糊匹配算法的液壓機(jī)狀態(tài)評(píng)價(jià)方法，分為三個(gè)環(huán)節(jié)信息比對(duì)、信息融合與判斷結(jié)論，首先，信息比對(duì)環(huán)節(jié)是將液壓機(jī)按工況分段處理，即液壓機(jī)工作狀態(tài)分為靜止、快下、壓制、保壓、泄壓、回程、液壓墊頂出、退回、沖裁，在每個(gè)狀態(tài)下，為所有參量建立數(shù)據(jù)特征表，按時(shí)間采集數(shù)據(jù)并比對(duì)相應(yīng)數(shù)據(jù)特征表，計(jì)算采集結(jié)果與對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)特征表相應(yīng)值的相近度，將所有量的相近度建立相近度表； 其次，信息融合環(huán)節(jié)分為兩層，第一層又分為兩部分，第一部分是處理模擬量的信息融合，根據(jù)需要采集量的種類，分別為每種量給出權(quán)值，該權(quán)值的給出與液壓機(jī)運(yùn)行歷史狀況有關(guān)，結(jié)合相近度表與各類模擬量信息權(quán)值計(jì)算模擬量總體情況指數(shù)；第二部分是處理數(shù)字量信息融合，其相近度值非零即一 ；第二層，給出模擬量權(quán)重，給出數(shù)字量權(quán)重，計(jì)算液壓機(jī)整體運(yùn)行指數(shù)； 再次，判斷結(jié)論環(huán)節(jié)，先應(yīng)建立液壓機(jī)狀態(tài)系統(tǒng)專家?guī)?，該?kù)的數(shù)據(jù)處理如下液壓機(jī)各種典型狀態(tài)下的各種模擬量與數(shù)字量與健康狀態(tài)下的數(shù)據(jù)表進(jìn)行數(shù)據(jù)信息比對(duì)環(huán)節(jié)后入庫(kù)，實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)信息比對(duì)環(huán)節(jié)后產(chǎn)生相近度表，將該相近度表與液壓機(jī)狀態(tài)系統(tǒng)專家?guī)熘械母黜?xiàng)信息進(jìn)行相似度分析，找出該相近度表與專家?guī)煜到y(tǒng)中最相似的狀態(tài)，并指出其相似度數(shù)值，最終液壓機(jī)狀態(tài)結(jié)論的數(shù)值表示分為三部分液壓機(jī)總體運(yùn)行指數(shù)、液壓機(jī)最相似狀態(tài)與相似度。 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)(l)能夠有效的解決液壓機(jī)狀態(tài)模型的高度非線性的問(wèn)題；(2)在液壓機(jī)處于不同使用狀況與健康狀況下，能夠靈活的完成液壓機(jī)狀態(tài)的評(píng)價(jià)。 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。


附圖是本發(fā)明基于多層模糊匹配算法的液壓機(jī)狀態(tài)評(píng)價(jià)方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
結(jié)合附圖，本發(fā)明基于多層模糊匹配算法的液壓機(jī)狀態(tài)評(píng)價(jià)方法，是根據(jù)液壓機(jī)
狀態(tài)監(jiān)控原理設(shè)計(jì)而成的，通過(guò)信息比對(duì)、信息融合與判斷結(jié)論三個(gè)環(huán)節(jié)將傳感器檢測(cè)到信息綜合處理給出液壓機(jī)當(dāng)前運(yùn)行狀況的數(shù)值評(píng)價(jià)。信息比對(duì)負(fù)責(zé)提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)相近度表，信息融合基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)相近度表，為每種信號(hào)賦予權(quán)值，并進(jìn)行綜合計(jì)算給出模擬量綜合指標(biāo)、數(shù)字量指標(biāo)、液壓機(jī)整體狀況指數(shù)。判斷結(jié)論給出液壓機(jī)狀態(tài)系統(tǒng)專家?guī)斓慕⒎椒?，并基于?shí)時(shí)數(shù)據(jù)相近度表，找出相似度最高的狀態(tài)，并給出相似度值。 本發(fā)明為三層結(jié)構(gòu)信息比對(duì)、信息融合與判斷結(jié)論。首先，信息比對(duì)環(huán)節(jié)，將液壓機(jī)按工況分段處理。液壓機(jī)工作狀態(tài)一般分為靜止、快下、壓制、保壓、泄壓、回程、液壓墊頂出、退回、沖裁等。每個(gè)狀態(tài)下，所有的壓力、流量、油溫、滑塊速度、滑塊位置、液壓墊速度、位置、繼電器通斷信息是不同的，但是同一工況下這些量基本相同或具有可預(yù)計(jì)的連續(xù)變化。在每個(gè)狀態(tài)下，為所有參量建立數(shù)據(jù)特征表，按一定采集時(shí)間采集數(shù)據(jù)并比對(duì)相應(yīng)數(shù)據(jù)特征表，計(jì)算采集結(jié)果與對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)特征表相應(yīng)值的相近度，將所有量的相近度建立相近度表。 其次，信息融合環(huán)節(jié)分為兩層，第一層又分為兩部分，第一部分處理模擬量的信息融合，根據(jù)需要采集量的種類，分別為每種量給出權(quán)值，該權(quán)值的給出與液壓機(jī)運(yùn)行歷史狀況有關(guān)，結(jié)合相近度表與各類模擬量信息權(quán)值計(jì)算模擬量總體情況指數(shù)。第二部分處理數(shù)字量信息融合，其相近度值非零即一，所以數(shù)字量總體情況指數(shù)只可能是零或者一。第二層，給出模擬量權(quán)重，給出數(shù)字量權(quán)重，計(jì)算液壓機(jī)整體運(yùn)行指數(shù)。 再次，判斷結(jié)論環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)首先應(yīng)建立液壓機(jī)狀態(tài)系統(tǒng)專家?guī)?，該?kù)的數(shù)據(jù)處理如下液壓機(jī)各種典型狀態(tài)下的各種模擬量與數(shù)字量與健康狀態(tài)下的數(shù)據(jù)表進(jìn)行數(shù)據(jù)信息比對(duì)環(huán)節(jié)后入庫(kù)。實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)信息比對(duì)環(huán)節(jié)后產(chǎn)生相近度表，將該相近度表與液壓機(jī)狀態(tài)系統(tǒng)專家?guī)熘械母黜?xiàng)信息進(jìn)行相似度分析，找出該相近度表與專家?guī)煜到y(tǒng)中最相似的狀態(tài)，并指出其相似度數(shù)值。最終液壓機(jī)狀態(tài)結(jié)論的數(shù)值表示分為三部分液壓機(jī)總體運(yùn)行指數(shù)、液壓機(jī)最相似狀態(tài)與相似度。 本發(fā)明的信息比對(duì)環(huán)節(jié)基于液壓機(jī)狀態(tài)監(jiān)控原理，即液壓機(jī)在工作狀態(tài)下，每個(gè)時(shí)刻，所有的健康狀態(tài)信息是可以事先確定的。將液壓機(jī)按工況分段處理。液壓機(jī)工作狀態(tài)一般分為靜止、快下、壓制、保壓、泄壓、回程、液壓墊頂出、退回、沖裁等。每個(gè)狀態(tài)下，所有的壓力、流量、油溫、滑塊速度、滑塊位置、液壓墊速度、位置、繼電器通斷信息是不同的，但是同一工況下這些量基本相同或具有可預(yù)計(jì)的連續(xù)變化。在每個(gè)狀態(tài)下，為所有參量建立數(shù)據(jù)特征表，按一定采集時(shí)間采集數(shù)據(jù)并比對(duì)相應(yīng)數(shù)據(jù)特征表，計(jì)算采集結(jié)果與對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)特征表相應(yīng)值的相近度，相近度的計(jì)算公式為 相近度=(信號(hào)實(shí)際值-信號(hào)理論值)/abs(信號(hào)實(shí)際值-信號(hào)理論值)X信號(hào)
實(shí)際值/信號(hào)理論值，-----------------------------------------------------(1) 其中abs()為絕對(duì)值函數(shù) 以壓力值為例，假設(shè)實(shí)際壓力值14. 5MPa，理論壓力值為15MPa，則相近度為
壓力相近度=(14. 5-15)/abs(14. 5-15) X14. 5/15 =-0. 97，負(fù)號(hào)表征負(fù)相近。
將所有量的相近度建立相近度表。
本發(fā)明的信息融合環(huán)節(jié)分為兩層，第一層又分為兩部分，第一部分處理模擬量的信息融合，根據(jù)需要采集量的種類，分別為每種量給出權(quán)值，該權(quán)值的給出與液壓機(jī)運(yùn)行歷史狀況有關(guān)，結(jié)合相近度表與各類模擬量信息權(quán)值計(jì)算模擬量總體情況指數(shù)。第二部分處理數(shù)字量信息融合，其相近度值非零即一，所以數(shù)字量總體情況指數(shù)只可能是零或者一。第二層，給出模擬量權(quán)重，給出數(shù)字量權(quán)重，計(jì)算液壓機(jī)整體運(yùn)行指數(shù)。
模擬量運(yùn)行指數(shù)的計(jì)算公式為 Ad=EKiXSi/N--------------------------------------------------(2) 其中Ad表示模擬量運(yùn)行指數(shù)，Ki表示第i種信號(hào)相近度，Si表示第i種信號(hào)相對(duì)于模擬量運(yùn)行的權(quán)值，N表示信號(hào)的總共的種類數(shù)。
整體運(yùn)行指數(shù)計(jì)算公式為 Hd = (Ad X Sa+Dd X Sd) /2-------------------------------------------(3) 其中Sa表示模擬量整體權(quán)重，Dd表示數(shù)字量相近度，Sd表示數(shù)字量整體權(quán)重。 本發(fā)明判斷結(jié)論環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)首先應(yīng)建立液壓機(jī)狀態(tài)系統(tǒng)專家?guī)?，該?kù)的數(shù)據(jù)處
理如下液壓機(jī)各種典型狀態(tài)下的各種模擬量與數(shù)字量與健康狀態(tài)下的數(shù)據(jù)表進(jìn)行數(shù)據(jù)信
息比對(duì)環(huán)節(jié)后入庫(kù)，數(shù)據(jù)入庫(kù)處理公式同相近度公式，如下表液壓機(jī)判斷結(jié)論表。 實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)信息比對(duì)環(huán)節(jié)后產(chǎn)生相近度表，將該相近度表與液壓機(jī)狀態(tài)
系統(tǒng)專家?guī)熘械母黜?xiàng)信息進(jìn)行相似度分析，找出該相近度表與專家?guī)煜到y(tǒng)中最相似的狀
態(tài)，并指出其相似度數(shù)值。
相似度計(jì)算公式 M = E abs(Wi) XLi/N------------------------------------------------(4
) 其中M表示模擬量運(yùn)行指數(shù)，Wi表示第i種信號(hào)相近度，Li表示第i種信號(hào)的相似度權(quán)值，N表示信號(hào)的總共的種類數(shù)，abs()絕對(duì)值函數(shù)。 最終液壓機(jī)狀態(tài)結(jié)論的數(shù)值表示分為五部分液壓機(jī)總體運(yùn)行指數(shù)Hd、液壓機(jī)模擬量運(yùn)行指數(shù)Ad，數(shù)字量運(yùn)行指數(shù)Dd，液壓機(jī)最相似狀態(tài)與相似度M。
液壓機(jī)判斷結(jié)論表
MHdDdAd相似狀態(tài)
權(quán)利要求
一種基于多層模糊匹配算法的液壓機(jī)狀態(tài)評(píng)價(jià)方法，其特征在于分為三個(gè)環(huán)節(jié)信息比對(duì)、信息融合與判斷結(jié)論，首先，信息比對(duì)環(huán)節(jié)是將液壓機(jī)按工況分段處理，即液壓機(jī)工作狀態(tài)分為靜止、快下、壓制、保壓、泄壓、回程、液壓墊頂出、退回、沖裁，在每個(gè)狀態(tài)下，為所有參量建立數(shù)據(jù)特征表，按時(shí)間采集數(shù)據(jù)并比對(duì)相應(yīng)數(shù)據(jù)特征表，計(jì)算采集結(jié)果與對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)特征表相應(yīng)值的相近度，將所有量的相近度建立相近度表；其次，信息融合環(huán)節(jié)分為兩層，第一層又分為兩部分，第一部分是處理模擬量的信息融合，根據(jù)需要采集量的種類，分別為每種量給出權(quán)值，該權(quán)值的給出與液壓機(jī)運(yùn)行歷史狀況有關(guān)，結(jié)合相近度表與各類模擬量信息權(quán)值計(jì)算模擬量總體情況指數(shù)；第二部分是處理數(shù)字量信息融合，其相近度值非零即一；第二層，給出模擬量權(quán)重，給出數(shù)字量權(quán)重，計(jì)算液壓機(jī)整體運(yùn)行指數(shù)；再次，判斷結(jié)論環(huán)節(jié)，先應(yīng)建立液壓機(jī)狀態(tài)系統(tǒng)專家?guī)欤搸?kù)的數(shù)據(jù)處理如下液壓機(jī)各種典型狀態(tài)下的各種模擬量與數(shù)字量與健康狀態(tài)下的數(shù)據(jù)表進(jìn)行數(shù)據(jù)信息比對(duì)環(huán)節(jié)后入庫(kù)，實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)信息比對(duì)環(huán)節(jié)后產(chǎn)生相近度表，將該相近度表與液壓機(jī)狀態(tài)系統(tǒng)專家?guī)熘械母黜?xiàng)信息進(jìn)行相似度分析，找出該相近度表與專家?guī)煜到y(tǒng)中最相似的狀態(tài)，并指出其相似度數(shù)值，最終液壓機(jī)狀態(tài)結(jié)論的數(shù)值表示分為三部分液壓機(jī)總體運(yùn)行指數(shù)、液壓機(jī)最相似狀態(tài)與相似度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多層模糊匹配算法的液壓機(jī)狀態(tài)評(píng)價(jià)方法，其特征在于 相近度的計(jì)算公式為相近度=(信號(hào)實(shí)際值-信號(hào)理論值)/abs(信號(hào)實(shí)際值-信號(hào)理論值)X信號(hào)實(shí)際 值/信號(hào)理論值，其中abs()為絕對(duì)值函數(shù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多層模糊匹配算法的液壓機(jī)狀態(tài)評(píng)價(jià)方法，其特征在于 模擬量運(yùn)行指數(shù)的計(jì)算公式為Ad = E Ki X Si/N，其中Ad表示模擬量運(yùn)行指數(shù)，Ki表示第i種信號(hào)相近度，Si表示第 i種信號(hào)相對(duì)于模擬量運(yùn)行的權(quán)值，N表示信號(hào)的總共的種類數(shù)； 整體運(yùn)行指數(shù)計(jì)算公式為Hd = (AdXSa+DdXSd)/2，其中Sa表示模擬量整體權(quán)重，Dd表示數(shù)字量相近度，Sd表 示數(shù)字量整體權(quán)重。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于多層模糊匹配算法的液壓機(jī)狀態(tài)評(píng)價(jià)方法，分為三個(gè)環(huán)節(jié)信息比對(duì)、信息融合與判斷結(jié)論。信息比對(duì)負(fù)責(zé)提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)相近度表，信息融合基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)相近度表，為每種信號(hào)賦予權(quán)值，并進(jìn)行綜合計(jì)算給出模擬量綜合指標(biāo)、數(shù)字量指標(biāo)、液壓機(jī)整體狀況指數(shù)。判斷結(jié)論給出液壓機(jī)狀態(tài)系統(tǒng)專家?guī)斓慕⒎椒?，并基于?shí)時(shí)數(shù)據(jù)相近度表，找出相似度最高的狀態(tài)，并給出相似度值。本發(fā)明能夠有效的解決液壓機(jī)狀態(tài)模型的高度非線性的問(wèn)題；在液壓機(jī)處于不同使用狀況與健康狀況下，能夠靈活的完成液壓機(jī)狀態(tài)的評(píng)價(jià)。
文檔編號(hào)G06F19/00GK101702188SQ20091003588
公開日2010年5月5日 申請(qǐng)日期2009年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月28日
發(fā)明者張衛(wèi), 張登峰, 曹春平, 楊國(guó)均, 苗可, 陸寶春 申請(qǐng)人:南京理工大學(xué)