[发明专利]控制系统前端冗余智能诊断方法和系统及存储器和控制器

权利要求书

1.一种控制系统前端冗余智能诊断方法，其特征在于，包括：

S1、使用量程区间筛选冗余控制信号I_ra、I_rb，若冗余控制信号I_ra、I_rb在量程区间外则认为冗余传感器出现故障，若冗余控制信号I_ra、I_rb在量程区间内则进入步骤S2，其中冗余控制信号I_ra、I_rb为两个冗余传感器的对应信号；

S2、通过小波变换分解冗余控制信号I_ra、I_rb得到高频信号的局部极大值点对应的系统状态的突变点，若突变点不在阈值范围内则认为冗余传感器出现故障，若突变点在阈值范围内则进入步骤S3；

S3、确定冗余控制信号I_ra、I_rb的偏差绝对值是否超出偏差阈值，若冗余控制信号I_ra、I_rb的偏差绝对值大于偏差阈值，则两个冗余传感器中其一个出现异常；

S4、经训练的神经网络模型利用工艺系统相关量估计冗余控制信号I_ra、I_rb的模拟输出量，通过模拟输出量和冗余控制信号I_ra、I_rb的比较判断出冗余传感器是否发生故障；

S5、根据冗余传感器的故障数量进行选择输出。

2.根据权利要求1所述的控制系统前端冗余智能诊断方法，其特征在于，所述步骤S1包括：设置所述量程区间的超限判断值：上限值I_U和下限值I_L；

若I_ra/I_rb＞IU或I_ra/I_rb＜I_L，则冗余传感器发生故障。

3.根据权利要求2所述的控制系统前端冗余智能诊断方法，其特征在于，所述量程区间包括正常运行区间、保护运作区间、超限运行区间，其中所述保护运作区间包含所述正常运行区间，所述超限运行区间包含所述保护运作区间；所述超限运行区间的上限值为I_U，下限值为I_L。

4.根据权利要求1所述的控制系统前端冗余智能诊断方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

冗余控制信号I_ra、I_rb的对应表示为冗余控制信号I_ra(x)、I_rb(x)，将冗余控制信号I_ra(x)、I_rb(x)投影在时域与频域的变换方法，采用改变时间-频率窗口的形式，通过小波分解得到的高频信号的局部极大值点对应于系统状态的突变点；

根据冗余控制信号I_ra(x)、I_rb(x)建立小波变换基本形式：

其中称为小波基函数，a为伸缩尺度参数，b为平移尺度参数；

对于I_ra(x)、I_rb(x)，下面用f(x)表示，表达成卷积的形式为：

其中

对于f(x)，找到函数θ(x),使得其导函数是小波基函数；

再令θ_s(x)＝(1/s)θ(x/s)，则有

根据系统特点选择合适的小波基函数对冗余传感器信号进行小波分解，并检测经过小波变换后信号的局部极大值，进而检测到冗余传感器信号的突变点；对控制系统前端冗余信号I_ra(x)、I_rb(x)进行小波分解，得到分解后的信号D_ia、D_ib，设定上/下判断阈值I_cc、I_dd；

若D_ia/D_ib＞I_cc、D_ia/D_ib＜I_dd，冗余传感器发生故障。