[发明专利]基于二维彩色数字图谱的复杂机电系统状态评估方法

权利要求书

1.基于二维彩色数字图谱的复杂机电系统状态评估方法，其特征在于，一个包含了n个要素的复杂机电系统，按照特定的时间周期对所要生产要素进行采样，记录在系统变量中，则在m个采样周期后，系统共有m×n个系统变量数据，构造系统的二维彩色数字平面图谱，反映系统的整体运行状态，包括以下步骤：

步骤1：构造复杂机电系统DCS数据的系统变量矩阵

构造m×n阶二维复杂机电系统的系统变量数据矩阵X，以下简称数据矩阵X，如下：

       系统综合变量时间序列向量(1)

数据矩阵X的每一行代表包含n个系统要素的系统综合变量的一个采样。矩阵X的每一列代表系统的一个要素按时间先后顺序采集的m个独立采样的时间序列向量。

步骤2：DCS数据矩阵着色

数据矩阵中的元素值x_i，j＝X(i，j)代表第j个系统变量在第i个采样周期的采样值，以数据矩阵X的最大值和最小值为边界，建立系统变量区间[X_max，X_min]，根据待着色的颜色总数color_num平均划分变量区间，每个变量区间的长度为对应特定的颜色，色彩所对应的变量区间由X_max到X_min遵循赤橙黄绿青蓝紫的色彩变化规律，称为颜色区间，将数据矩阵中的每个元素值x_i，j按照大小分别投影到对应的颜色区间中，用颜色区间所对应的颜色取代数据矩阵的元素值x_i，j，从而为整个数据矩阵着色；

步骤3.构造复杂机电系统二维系统彩色图谱

着色后的数据矩阵中的所有元素值x_i，j＝X(i，j)都被特定的颜色取代x_i，j＝Pixel_color，将每一个元素x_i，j＝Pixel_color作为二维平面图像中的一个像素，就可以得到大小为m×n的复杂机电系统二维系统彩色图谱；

步骤4.根据系统二维彩色图谱判定复杂机电系统运行状态

(1)系统稳定运行时，系统彩色图谱中各要素的色彩条纹分布均匀，变化流畅，显示出系统的运行状态良好；

(2)系统出现停车性故障时，系统彩色图谱的彩色条纹应在故障发生前的采样点处出现突变，贯穿全部系统变量，反映系统出现了全局性的数据异常，面临停车性重大故障；

(3)系统出现非停车性故障时，故障部分所代表的彩色图谱区域会出现色彩突变，反映所在的区域的系统要素出现了问题，需要予以关注及处理。