[发明专利]一种电机故障诊断方法

权利要求书

1.一种电机故障诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、确定电机的m个故障模式和n个故障特征；

步骤2、建立故障特征和故障模式之间存在充分条件的关系矩阵，首先赋初值如下：

CF(i，j)＝0，i＝1～m，j＝1～n；

遍历i＝1～m，j＝1～n：当满足第j个故障特征出现必然导致第i个故障模式出现时，则：

CF(i，j)＝1；

步骤3、建立故障特征和故障模式之间存在必要条件的关系矩阵，并赋初值如下：

BY(i，j)＝0，i＝1～m，j＝1～n；

遍历i＝1～m，j＝1～n：当满足第i个故障模式出现必然导致第j个故障特征出现时，则：

BY(i，j)＝1；

步骤4、经过对电机的监测得到信号，该信号与预先给定的故障特征要求和故障特征参数比对后，得到各个故障特征隶属度数组TZ(j)，j＝1～n，TZ(j)为0～1之间的实数或-1，0～1之间的实数表示第j个故障特征的隶属度，-1表示该故障特征未监测；

步骤5、计算得出已知所有故障特征条件下的充分条件关系矩阵CF1(i，j)：

遍历i＝1～m，j＝1～n：如果TZ(j)＝-1，则CF1(i，j)＝0，否则CF1(i，j)＝CF(i，j)·TZ(j)；

步骤6、计算得出已知所有故障特征条件下的必要条件关系矩阵BY1(i，j)：

遍历i＝1～m，j＝1～n：如果TZ(j)＝-1，则BY1(i，j)＝1；否则：如果BY(i，j)＝1，则BY1(i，j)＝TZ(j)；如果BY(i，j)＝0，则BY1(i，j)＝1-TZ(j)；

步骤7、每个故障模式由充分条件综合而成的不发生该故障模式的隶属度数组为MS1(i)：

步骤8、每个故障模式由必要条件综合而成的不发生该模式的隶属度数组为MS2(i)：

步骤9、每个故障模式对应的故障特征综合的隶属度数组为MS(i)：

MS(i)＝1-MS1(i)·MS2(i)，i＝1～m；

步骤10、以故障模式编号为横坐标，以故障模式隶属度为纵坐标，作出MS(i)数组的柱状图。

2.如权利要求1所述的一种电机故障诊断方法，其特征在于，步骤4中，所述故障特征隶属度数组TZ(j)的计算方法包括以下步骤：

步骤4.1、第j个故障特征对应的电机监测参数的时间序列为：D(j，k)，k＝1～k₁，k₁＝p·k₂，p为正整数，监测的参数采样的时间间隔为t₁；

再按照连续的每p个点形成一组数据进行统计分析，得到每组的平均值序列D_av(j，r)和标准差序列s(j，r)，r＝1～k₂：

步骤4.2、在电机正常运行时，按照步骤4.1的方法在k₁·t₁的监测时间内获取电机故障特征对应的每个监测参数的时间序列D(j，k)，并计算得到D_av(j，r)和s(j，r)，其中，k＝1～k₁、r＝1～k₂；

在D_av(j，r)序列中找到满足|s(j，r)/D_av(j，r)|＜e的最小值D_av(j，r₁)和最大值D_av(j，r₂)，e是给定的正数，记录下标r₁和r₂，并得到s(j，r₁)和s(j，r₂)；

令D₁＝D_av(j，r₁)、D₂＝D_av(j，r₂)、s₁＝s(j，r₁)、s₂＝s(j，r₂)、

步骤4.3.在电机正常或故障运行和被监测时，按照步骤4.1的方法获取电机故障特征对应的每个监测参数当前最近的p个的时间点的序列D(j，k)，k＝1～p，并计算得到D_av(j，1)和s(j，1)，令：

D＝D_av(j，1)

根据下式求得当前监测参数属于正常或故障状态的隶属度：

故障特征的故障特征隶属度数组TZ(j)根据故障的不同情况采用以下3种不同的计算方法：

(1)高于正常特征的隶属度：

(2)低于正常特征的隶属度：

(3)属于故障特征的隶属度：

TZ(j)＝v(j)

步骤4.4.对没有进行监测的故障特征，令TZ(j)＝-1。