[发明专利]一种基于协同机制的免疫粒子群网络的机械故障诊断方法

说明书

技术领域

本发明涉及机械故障诊断技术，具体是一种基于协同机制的免疫粒子群网络的机械故障诊断方法。

背景技术

随着工业生产与科学技术的发展，机电设备越来越精密复杂，自动化水平也相应提高。机电设备一旦发生故障，不仅会导致设备本身损坏，而且会造成严重的生产安全事故和人身安全事故。因此，机械故障诊断对于保护机电设备、减少安全事故具有非常重要的意义。在现有技术条件下，机械故障诊断大多采用专家定期检修的方式。实践表明，此种方式由于自身原理所限，普遍存在对故障样本数量要求高、诊断准确率低的问题。基于此，有必要发明一种全新的机械故障诊断方法，以解决现有机械故障诊断技术存在的上述问题。

发明内容

本发明为了解决现有机械故障诊断技术对故障样本数量要求高、诊断准确率低的问题，提供了一种基于协同机制的免疫粒子群网络的机械故障诊断方法。

本发明是采用如下技术方案实现的：一种基于协同机制的免疫粒子群网络的机械故障诊断方法，该方法是采用如下步骤实现的：

1)将传感器收集到的机械故障样本作为抗原；

2)计算抗原和免疫网络的抗体之间的亲和力；

3)根据亲和力的大小，将免疫网络的抗体群平均分为亲和力大的A子群体和亲和力小的B子群体；对亲和力大的A子群体进行低频变异和抗体重组，并对亲和力小的B子群体进行粒子群优化和抗体重组，由此得到新的抗体群；

4)对新的抗体群进行免疫网络调节，由此得到新的免疫网络；

5)循环执行步骤2)-步骤4)；当循环次数达到200次时，终止执行；

6)将传感器收集到的机械故障样本输入新的免疫网络，由此得到机械故障诊断结果。

所述步骤2)中，当计算抗原和免疫网络的抗体之间的亲和力时，具体计算公式如下：

fij=11+θDij---(1);]]>

D_ij＝||A_bi-A_gj||    (2)；

式(1)-(2)中：f_ij为第j个抗原与免疫网络的第i个抗体之间的亲和力；A_gj为第j个抗原；A_bi为免疫网络的第i个抗体；θ为常数，且θ∈(0,1)；D_ij为第j个抗原与免疫网络的第i个抗体之间的距离。

所述步骤3)中，

当对亲和力大的A子群体进行低频变异时，具体变异公式如下：

am*=T×am---(3);]]>

式(3)中：为A子群体的第m个变异抗体成员；a_m为A子群体的第m个原抗体成员；T为变异率，且T＝{T∈(0,1)}；

对亲和力大的A子群体进行抗体重组具体是指：用A子群体的全部变异抗体成员替换A子群体的全部原抗体成员；

当对亲和力小的B子群体进行粒子群优化时，具体优化公式如下：