(19)中华 人民共和国 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 202111587591.3 (22)申请日 2021.12.23 (71)申请人 杭州意博软件 有限公司 地址 310000 浙江省杭州市滨江区西兴街 道滨安路1 197号7幢20 52室 (72)发明人 黄海峰　陈建生　赵东平　 (74)专利代理 机构 杭州中港知识产权代理有限 公司 33353 代理人 施建勇 (51)Int.Cl. G06K 9/00(2022.01) G06K 9/62(2022.01) G06N 20/00(2019.01) (54)发明名称 一种生产设备运行状态的故障判断方法 (57)摘要 一种生产设备运行状态的故障判断方法， 属 于信号测量技术领域， 包括以下步骤： 步骤S1， 对 待测设备电气系统的瑕疵进行离线试验， 建立测 试样本集， 并提取测试样本集中每个瑕疵所对应 的首选的故障特征； 步骤S2， 将每个首选的故障 特征作为一个资料点， 所有资料点组成资料集， 通过K‑Means分群算法对资料集作分群， 产出分 群结果； 步骤S3， 提取生产设备的电气系统的故 障特征， 根据分群结果， 判断故障类型。 本发明使 用经验模态分解和混沌同步检测方案将主特征 数据形成混沌误差散点图， 并以混沌误差散点图 的混沌眼作为故障检测的特征， 从而达到以少数 特征的测量， 即可实现相当高的准确率。 权利要求书2页 说明书8页 附图6页 CN 114358063 A 2022.04.15 CN 114358063 A 1.一种生产设备运行状态的故障判断方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤S1， 对待测设备电气系统的瑕疵进行离线试验， 建立测试样本集， 并提取测试样本 集中每个瑕疵所对应的首选的故障特 征； 步骤S2， 将每个首选的故障特征作为一个资料点， 所有资料点组成资料集， 通过K ‑ Means分群算法对资料集作分群， 产出分群结果； 步骤S3， 提取生产设备的电气系统的故障特 征， 根据分群结果， 判断故障类型。 2.根据权利要求1所述的一种生产设备运行状态的故障判断方法， 其特征在于， 步骤 S1， 包括以下步骤： 步骤S101， 先设立待测设备电气系 统并做瑕疵处理， 然后用电力试验机对待测设备电 气系统进行放电实验， 并利用高频示波器提取电流信号； 步骤S102， 以经验模态分解法找出电流信号的特征； 通过经验模态分解法的重复分解， 得到本质模态函数的高频至低频共7个层； 步骤S103， 使用混沌同步检测分析法， 建立电流信号的混沌误差散点图， 且以混沌眼坐 标作为诊断出的故障特 征； 步骤S104， 针对本质模态函数的高频至低频共7个层， 在每一层进行罗伦兹主仆混沌系 统运算后可获得混沌眼坐标， 通过最大均方根差值公式去做比较， 从中选出相距最大 的混 沌眼坐标作为首选的故障特 征。 3.根据权利要求2所述的一种生产设备运行状态的故障判断方法， 其特征在于， 步骤 S103包括： 混沌同步检测分析法中， 混沌系统分别有主系统和仆系统， 使用劳伦兹方程式， 将混沌系统转换为劳伦兹主仆混沌系统， 其包括： 劳伦兹主系统和劳伦兹仆系统； 将劳伦兹 主系统、 劳伦兹仆系统作相减， 得到劳伦兹主仆混沌系统的动态误差方程式； 动态误差方程 式产生劳伦兹混沌误差 e1、 e2及 e3， 获得混沌眼坐标(e1、 e2)、 (e1、 e3)和(e2、 e3)， 混沌眼坐标 为电流信号的混沌误差 散点图的中的两个重心点 坐标； 以此混沌眼坐标值作为故障特 征。 4.根据权利要求1所述的一种生产设备运行状态的故障判断方法， 其特征在于， 步骤S2 中， K‑Mean分群法， 过程如下： 输入： 资料集、 分群的数目  k ； 输出： k 个群集集合； 方法： 步骤S201， 选 定分群的数目k， 从资料集中任意选择k个资料点作为群集中心； 步骤S202， 资料集中的资料点 根据其距离将其分配置最近的群集中心； 步骤S203， 重新计算 k个群集中心位置； 步骤S204， 判断本次的分群结果与前次的分群结果是否有差异； 步骤S205， 无差异则结束， 输出分群结果； 有差异则返回步骤S202。 5.根据权利要求1所述的一种生产设备运行状态的故障判断方法， 其特征在于， 步骤3 的过程如下： 提取生产设备电气系统的电流信号； 以经验模态分解法找出电流信号的特征； 通过经验模态分解法的重复分解， 得到本质模态 函数的高频至低频共 7个层； 使用混沌同步 检测分析法， 建立电流信号的混沌误差 散点图， 且以混沌眼坐标作为诊断出的故障特 征； 针对本质模态函数的高频至低频共7个层， 在每一层进行罗 伦兹主仆混沌系统运算后 可获得混沌眼坐标， 通过最大均方根差值公式去做比较， 从中选出相距最大 的混沌眼坐标权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114358063 A 2作为首选的故障特 征； 将首选的故障特征， 与步骤S2的群集中心相互比较， 越接近哪个群集中心， 那么该故障 属于哪种故障类型。 6.根据权利要求5所述的一种生产设备运行状态的故障判断方法， 其特征在于， 混沌同 步检测分析法中， 混沌系统分别有主系统和仆系统， 使用劳伦兹方程式， 将混沌系统转换为 劳伦兹主仆混沌系统， 其包括： 劳伦兹主系统和劳伦兹仆系统； 将劳伦兹主系统、 劳伦兹仆 系统作相减， 得到劳伦兹主仆混沌系统的动态误差方程式； 动态误差方程式产生劳伦兹混 沌误差e1、 e2及 e3， 获得混沌眼坐标(e1、 e2)、 (e1、 e3)和(e2、 e3)， 混沌眼坐标为电流信号的混 沌误差散点图的中的两个重心点 坐标； 以此混沌眼坐标值作为故障特 征。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114358063 A 3