(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210505157.4 (22)申请日 2022.05.10 (71)申请人 南京信息 工程大学 地址 210044 江苏省南京市浦口区宁六路 219号 (72)发明人 严颖　蔡骏　姚立　陈亮　赵兴强　 李涛　吴奇　 (74)专利代理 机构 南京经纬专利商标代理有限 公司 32200 专利代理师 田凌涛 (51)Int.Cl. F24F 11/49(2018.01) F24F 11/54(2018.01) F24F 11/61(2018.01) G01D 21/02(2006.01)G06N 3/04(2006.01) F24F 140/12(2018.01) F24F 140/20(2018.01) (54)发明名称 一种适用 于不同类型故障特征的基于新型 投票策略的故障诊断方法 (57)摘要 本发明涉及一种适用于不同类型故障特征 的基于新型 投票策略的故障诊断方法， 基于物理 知识或者经验， 得到设备对应的物理模型或者概 率神经网络模 型以抽取合适的故障特征， 并基于 故障特征与传感器 之间的关系， 建立描述传感器 网络的玻尔兹曼机； 针对单个约束等式涉及至少 两个目标传感器的情况， 以及单个约束等式仅涉 及一个目标传感器的情况， 分别提出了新型投票 策略， 完成各目标传感器分别的当前投票操作； 然后基于投票结果设定玻尔兹曼机节点间的权 重矩阵， 以及基于权重迭代更新玻尔兹曼机的状 态， 并根据其收敛到的状态对故障进行精确定 位。 通过本发明， 实现了对于空调机组传感器故 障的精确诊断， 比之其他分布式方法有独特的优 势。 权利要求书7页 说明书14页 附图2页 CN 115031357 A 2022.09.09 CN 115031357 A 1.一种适用于不同类型故障特征的基于新型投票策略的故障诊断方法， 用于针对空调 机组中各目标传感器进行实时检测诊断， 其特征在于： 基于空调机组中各目标传感器分别 所对应的各个约束等式， 以各目标传感器作为各节点， 结合彼此间存在至少一个相同约束 等式的两节点以边相连， 构建空调机组所对应的玻尔兹曼机结构， 基于玻尔兹曼机结构， 实 时执行如下步骤： 步骤A.基于目标传感器的传感检测数据所涉及各约束等式中等号两侧数据结果之间 的差值， 以及各目标传感器的当前权值， 针对全部约束等式所划分的情况1， 单个约束等式 涉及至少 两个目标传感器， 以及情况2， 单个约束等式仅涉及一个目标传感器， 完成各目标 传感器分别的当前投票操作， 然后进入步骤B； 步骤B.分别针对各个目标传感器， 以目标传感器作为第三待处理目标传感器， 基于第 三待处理目标传感器所对应各约束等式所涉及各另外目标传感器分别为第三待处理目标 传感器的当前各投票， 统计获得该各另外目标传感器分别为第三待处理目标传感器的投票 结果； 进而获得各目标传感器分别来自与之相关各另外目标传感器对其的投票结果， 然后 进入步骤C； 步骤C.根据各目标传感器分别来自与之相关各另外目标传感器对其的投票结果， 获得 玻尔兹曼机结构中各 组彼此以边相连两节点彼此间相互投票结果， 构成空调机组所对应的 玻尔兹曼机， 然后进入步骤D； 步骤D.分别针对玻尔兹曼机 中的各个节点， 判断节点是否与其余各节点之间分别均存 在彼此间相互投票结果， 是则不做任何操作， 否则针对该节点分别与不存在彼此间相互投 票结果的各其余节点之间， 定义两节点彼此间相互投票结果均为预设值； 待完成对玻尔兹 曼机中各节点的判断后， 更新玻尔兹曼机， 然后进入步骤E； 步骤E.基于节点所对应状态值为1表示正常状态、 以及节点所对应状态值为0表示非正 常状态， 定义 玻尔兹曼机中各节点分别所对应的状态值为 1， 并且以玻尔兹曼机对称化为目 标， 在玻尔兹曼机中新增一个状态值等于1的新节点， 在保持对玻尔兹曼机中原有 各节点投 票结果总和不变的情况下， 调整对原有各节点的投票结果， 并设定原有各节点分别与新节 点彼此间相互投票结果， 保证任意两节点彼此间相互投票结果相等， 获得对称化新玻尔兹 曼机， 然后进入步骤F； 步骤F.基于新玻尔兹曼机中各节点i'分别对应状态值转移至0的概率Pi'(0)、 状态值转 移至1的概率Pi'(1)， 获得新玻尔兹曼机中各节点i'分别发生状态转移的概率Pi',trans； 并基 于Pi',trans， 获得新玻尔兹曼机所对应总状态k不发生变化的概率akk， 以及新玻尔兹曼机由 总状态k转移到其他总 状态l的概率akl， k≠l； 然后基于akk和akl， 进一步获得新玻尔兹曼机 状态转移矩阵P＝{akl},k＝1,...,2N+1； l＝1,...,2N+1， 其中N为传感器个数； 通过迭代方式 针对新玻尔兹曼机的总状态k进 行更新， 直至至少两次相邻迭代中新 玻尔兹曼机总状态k均 不发生变化时结束迭代， 即完成新玻尔兹曼机的更新， 然后进入步骤G； 步骤G.判断新玻尔兹曼机中除步骤E中新增节点以外、 是否存在状态值等于0的节点， 是则该各个状态值等于0的节点分别所对应的目标传感器即为故障目标传感器， 否则新玻 尔兹曼机中不存在故障目标传感器， 实现对空调机组中各目标传感器的实时检测诊断。 2.根据权利要求1所述一种适用于不同类型故障特征的基于新型投票策略的故障诊断 方法， 其特征在于： 所述步骤A包括步骤A1至步骤A4， 完成各目标传感器分别的当前投票操权　利　要　求　书 1/7 页 2 CN 115031357 A 2作； 步骤A1.分别针对全部约束等式中的各个约束等式， 根据约束等式所涉及各目标传感 器的当前传感检测数据， 获得该约束等式中等号两侧数据结果之间的差值， 并进一步获得 该约束等式所对应的当前投票值， 进而获得全部约束等式中各个约束等式分别所对应的当 前投票值， 然后进入步骤A 2； 步骤A2.分别针对全部目标传感器中的各个目标传感器， 计算获得目标传感器的当前 权值， 然后进入步骤A3； 步骤A3.基于对全部约束等式所划分的情况1， 单个约束等式涉及至少两个目标传感 器， 以及情况2， 单个约束等式仅涉及一个目标传感器， 分别针对情况1所涉及到的各个目标 传感器， 以目标传感器作为第一待处理目标传感器， 基于第一待处理目标传感器所涉及情 况1中各约束等式对应的当前投票值， 结合第一待处理目标传感器的当前权值， 由第一待处 理目标传感器分别为其所涉及情况1中各约束等式相关的各其它目标传感器进行投票， 然 后进入步骤A4； 步骤A4.分别针对情况2所涉及到的各个约束等式， 根据约束等式中等号两侧数据 结果 之间的差值与该约束等式中等号两侧数据结果之间的差值上限的比较， 由全部目标传感器 中除该约束等式所涉及目标传感器以外其它各目标传感器、 分别为该约束等式所涉及目标 传感器进 行投票， 以及由该约束等式所涉及目标传感器为全部目标传感器中其它各目标传 感器进行投票。 3.根据权利要求2所述一种适用于不同类型故障特征的基于新型投票策略的故障诊断 方法， 其特征在于： 所述步骤A1中， 分别针对全部约束等式中的各个约束等式， 根据约束等 式所涉及各目标传感器的当前传感检测数据， 获得该约束等式中等号两侧数据结果之 间的 差值|rk|， 并进一 步按如下公式： 获得该约束等式所对应的当前投票值sk(|rk(t)|)， 其中， 1≤k≤K， K表示全部约束等式 的个数， |rk(t)|表示当前t时刻全部约束等式中第k个约束等式中等号两侧 数据结果之间 的差值， sk(|rk(t)|)表示当前t时刻全 部约束等式中第k个约束等式所对应的投票值， |rk|ub 表示全部约束等式 中第k个约束等式 中等号两侧数据结果之间的差值上限。 4.根据权利要求3所述一种适用于不同类型故障特征的基于新型投票策略的故障诊断 方法， 其特 征在于： 所述 步骤A2中， 分别针对各个目标传感器， 按如下公式： 计算获得目标传感器的当前权值ci(t)， 其中， i∈{1、 …、 N}， N表示全部目标传感器的个 数， ci(t)表示全部目标传感器中第i个目标传 感器对应当前t时刻的权值， S(t)， Si,FalAvg如 下： S(t)＝[s1(|r1(t)|)…sk(|rk(t)|)…sK(|rK(t)|)]T权　利　要　求　书 2/7 页 3 CN 115031357 A 3