[发明专利]一种基于贝叶斯网络的桥式起重机故障诊断方法

摘要

本发明公开了基于贝叶斯网络的桥式起重机故障诊断方法。贝叶斯网络应用于起重机故障诊断的尚未发现。本发明首先将已发故障事件归类，得到故障树模型，建立故障事件贝叶斯网络结构；其次将贝叶斯网络结构中的节点进行分类，得到模块状态层、故障推理层和故障底事件层；再次采集模块状态层的输出信号，根据桥式起重机各模块是否正常运行选择故障诊断模式；接着根据获取的故障底事件实际状态性能参数，转化为当前故障概率，重置故障底事件层的先验概率，使诊断模型更符合实际情况；最后利用贝叶斯网络算法进行故障诊断实现故障表现预测或第一故障点定位。本发明对故障事件充分解耦，排查过程中不断更新故障底事件故障概率，直至故障定位。

主权项

1.一种基于贝叶斯网络的桥式起重机故障诊断方法，其特征在于：该方法具体如下：步骤一、将桥式起重机进行模块分解，将已发故障事件归类，按照独立主元分析法划分故障层次和故障主元，得到桥式起重机的故障树模型，建立桥式起重机故障事件贝叶斯网络拓扑结构；将存在因果关系的故障节点用有向线段相连，若某一故障节点是造成另一故障节点的原因，则称此故障节点是另一故障节点的父节点；在贝叶斯网络拓扑结构中，不存在父节点的故障节点称为根节点，其余节点称为叶节点；根节点的先验概率、叶节点的条件概率均用历史故障诊断样本的统计概率赋值；步骤二、将贝叶斯网络拓扑结构中的节点划分为模块状态层、故障推理层和故障底事件层；步骤三、采集模块状态层的输出信号，根据桥式起重机各模块是否正常运行选择故障诊断模式，具体是指利用传感器和PLC读取桥式起重机贝叶斯网络拓扑结构中模块状态层的状态信息，当模块状态层的信号显示正常时，代表桥式起重机仍可继续工作，此时故障诊断系统进入故障表现预测模式；当模块状态层某个模块传递的信号不正常时，则代表桥式起重机此模块运行故障，此时故障诊断系统进入已发故障的第一故障点定位模式；步骤四、利用数据采集卡检测故障底事件的实际性能参数，用s表示检测得到的性能参数，s′表示发生故障的临界指标，归一化处理后得到故障底事件的当前先验故障概率e_i；步骤五、桥式起重机的贝叶斯算法诊断：故障诊断模式进入桥式起重机故障表现预测模式时，将故障底事件的故障概率e_i作为贝叶斯网络的推理证据输入算法模型，利用公式(1)计算故障推理层各节点此刻性能状态为故障F时的概率，将得到的故障推理层各节点性能状态为故障F时的概率作为e_i的输入，再次利用公式(1)便可对桥式起重机整机的性能状态作出诊断；其中，X_ij为故障底事件层节点、X_i为故障推理层节点，i、j均为大于1的整数；故障概率P最大的模块即为预测发生故障的模块；利用公式(2)可将桥式起重机整机的故障概率P转化为实际性能状态A：其中，Nor代表正常，At代表注意，Da代表危险；故障诊断模式进入桥式起重机已发故障的第一故障点定位模式时，利用贝叶斯后验概率算法，即公式(3)计算各故障底事件因发生故障的概率P_i：将定位的故障底事件排查后作为证据，即故障概率e_i＝0，输入继续推理，直到排查到故障点。