[发明专利]一种永磁电机健康状态检测方法及系统

权利要求书

1.一种永磁电机健康状态检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：从电机运行时的测量信号中提取相应统计特征，所述统计特征包括频域特征、时域特征、以及时频域特征，采用二元状态转移算法从所述相应统计特征中选取重构模型所需的特征组合；具体包括以下步骤：

S11：设总共有S个测量信号，从每个测量信号提取F个特征，将特征总数记为Q；

用Q维的向量X_K定义包括健康因子的特征组合p_K为：

式中，x_p为特征p对应的x值，p∈[1,Q]，当特征p被包含于特征组合p_K时，x_p为1，否则x_p为0，K表示组合中特征数目；

S12：设定目标函数，该目标函数的计算公式为：

J(X)＝w₁K+w₂FAR+w₃FDR；

式中，K为所用特征数量，w₁为所用特征数量的相应权重，FAR为误报率，w₂为相应权重，且该w₂取负值，ADR为异常发现率，w₃为异常发现率的相应权重；

其中，误报率FAR的计算公式为：

FAR＝prob(HIHI_th|正常运行)；

式中，prob表示概率算子，HI为健康因子，HI_th为健康因子的阈值，当HIHI_th时，判断系统状态发生异常，否则判断系统处于健康状态；

异常发现率ADR的计算公式为：

FDR＝prob(HIHI_th|异常运行)；

S13：采用二元状态转移算法优化所述目标函数，得到最优解X_best：

S14：根据所述最优解建立特征组合的计算公式为：

p_Kb＝{p|x_bp＝1,p∈[1,Q]}；

S2：获取所述特征组合的历史正常数据，根据该历史正常数据训练堆栈自编码机得到重构模型；

S3：根据所述重构模型得到健康因子，根据所述健康因子检测永磁电机的健康状态，若所述健康因子大于设定的健康因子阈值，则判定系统状态发生异常；若所述健康因子小于或者等于设定的健康因子阈值，则判定系统状态健康。

2.根据权利要求1所述的永磁电机健康状态检测方法，其特征在于，S1中，所述频域特征包括FFT系数、频域偏度、频域均值、以及频域方差；

所述时域特征包括均值、方差、最大值、偏度、极差、分位数、熵；

所述时频域特征包括小波变换系数和EMD趋势。

3.根据权利要求1所述的永磁电机健康状态检测方法，其特征在于，所述采用二元状态转移算法优化所述目标函数具体包括以下步骤：

随机产生一个初始解X_init，并把该初始解X_init作为当前最优解其中x_bi∈{0,1},i∈[1,Q]；

对X_best依次进行交换变换、移动变换、对称变换、替换变换得到SE个候选解X₁,X₂,...,X_SE，并更新所述最优解X_best。