【技术实现步骤摘要】
基于机理数据融合的机械设备能耗异常检测方法
本专利技术属于机械
,更进一步涉及机械检测
中的一种基于机械机理数据融合的设备能耗异常检测方法。本专利技术可用于大型机械设备在生产过程中能耗异常状态检测。
技术介绍
对于大型制造企业来说,设备能耗所造成的能源成本通常要占到企业生产成本的三分之一以上,节能需求愈来愈成为企业精细化、资源友好型生产制造转型的方向之一。设备耗电量检测显得尤为重要,其旨在针对设备运转过程中的耗电量进行检测,检测的结果往往反映了当前设备运转的状态。如若出现异常,则可以尽早发现并报警以避免设备宕机或损毁。但是当前生产设备的能耗异常检测模型大多只针对某一种特定设备或过程,而不同设备具有不同的运行原理及运行要求,模型的泛化性不足,不具有推广性;此外,数据分析过程需要采集大量不同类型的负责数据,如生产过程参数、设备运行参数、环境参数、人员操作参数等,目前环境下采集类别多且数量大的数据十分困难,采集成本高。江海昌在其发表的论文“数据驱动的铝型材挤压机能耗异常检测模型研究及应用”(广东工业大学,硕士论文2017年)中公开了一种能耗异常检测方法。该方法根据铝型材挤压生产工艺过程,系统分析了挤压设备、挤压工艺流程和挤压过程能流,揭示了挤压周期的能耗特点及能耗影响因素,确定挤压机能耗异常类型,并提出一种基于GA-SVR的挤压机能耗点异常检测模型。利用关联度分析法获得挤压过程的主要能耗影响因素,通过概率分布,获取正常能耗的预测区间,从而判定实际挤压机能耗的观察值是否处于预测区间内,进而确定能耗点异常。 ...
【技术保护点】
1.一种基于机理数据融合的机械设备能耗异常检测方法,其特征在于,采用机理数据融合方法,分别计算电压数据集中电压的检验值、电流数据集中电流的检验值,采用动态时间规划算法,计算功率数据集中功率的检验值;该方法的步骤包括如下:/n(1)生成待检测机械设备能耗数据集:/n(1a)自待检测的机械设备的运行时刻,每隔5s的数据采集时间间隔,采集5000秒的待检测设备的三相电压、三相电流数据,将采集的1000个电压、1000个电流数据组成待检测机械设备的电压、电流数据集;/n(1b)采用与步骤(1a)相同的方法,生成待检测机械设备的功率数据集;/n(2)采用机理数据融合方法计算电压数据集中电压的检验值:/n(2a)按照下式,计算标准T检验下电压的异常检验值:/n
【技术特征摘要】
1.一种基于机理数据融合的机械设备能耗异常检测方法,其特征在于,采用机理数据融合方法,分别计算电压数据集中电压的检验值、电流数据集中电流的检验值,采用动态时间规划算法,计算功率数据集中功率的检验值;该方法的步骤包括如下:
(1)生成待检测机械设备能耗数据集:
(1a)自待检测的机械设备的运行时刻,每隔5s的数据采集时间间隔,采集5000秒的待检测设备的三相电压、三相电流数据,将采集的1000个电压、1000个电流数据组成待检测机械设备的电压、电流数据集;
(1b)采用与步骤(1a)相同的方法,生成待检测机械设备的功率数据集;
(2)采用机理数据融合方法计算电压数据集中电压的检验值:
(2a)按照下式,计算标准T检验下电压的异常检验值:
其中,p1表示标准T检验下电压的异常检验值,Bool表示求布尔值操作,∑表示求和操作,k表示电压数据集中电压的序号,T(2)表示标准T检验取值自由度为2的分布函数,f(·)表示概率密度函数,Uka,Ukb,Ukc分别表示待检测机械设备第k个电压的三相电压值,Uw表示待检测机械设备的额定电压值;
(2b)计算电压数据集中每个电压与待检测设备额定电压之差的绝对值,将电压数据集中所有电压与待检测设备额定电压值之差的绝对值按由小到大排序,并求正值秩和Z+,负值秩和Z-;
(2c)按照下式,计算电压数据集中所有电压在单样本威尔科克森符号秩检验下的异常检验值:
p2=Bool((M(Bool(Z+>Z-),len(lv)-1))<0.05)
其中,p2表示电压在单样本威尔科克森符号秩检验下的异常检验值,Bool表示求布尔值操作,M(·)表示求M界值表操作,len(·)表示求数组长度函数,lv表示电压数据集中所有电压;
(3)采用与步骤(2)相同方法,计算电流数据集中电流的检验值;
(4)采用动态时间规划算法计算功率数据集中功率的检验值:
(4a)分别将功率数据与异常数据按时间顺序排成一列,得到功率时间序列Q与异常时间序列C;
(4b)按照下式,计算功率时间序列每个功率与异常时间序列中每个功率的约束距离:
其中,g(qi,cj)表示求功率时间序列Q中第qi个功率与异常时间序列C中第cj个功率的约束距离,min{·}表示求最小值操作,g(·)表示求相邻功率约束距离的操作,qi-1表示功率时间...
【专利技术属性】
技术研发人员:孔宪光,常建涛,马洪波,陈改革,杨杰,程帆,
申请(专利权)人:西安电子科技大学,
类型:发明
国别省市:陕西;61
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