[发明专利]一种往复式压缩机故障诊断方法及系统

权利要求书

1.一种往复式压缩机故障诊断方法，其特征在于，包括如下过程：

对采集到的压缩机气缸内动态压力数据按照压缩机的每个工作过程进行分段预处理，得到每个工作过程的p-V图；

对每个工作过程的p-V图进行特征提取，得到每个工作过程的特征；

将每个工作过程的特征排列为综合特征向量；

将综合特征向量输入已预训练好的神经网络进行处理，得到神经网络的输出；

根据预设的神经网络的输出和压缩机状态之间的映射关系，得到压缩机状态类型；

压缩机的工作过程包括膨胀过程、进气过程、压缩过程和排气过程；

对膨胀过程的p-V图进行特征提取的过程包括：

使用击中或击不中变换方法，统计膨胀过程的p-V图中不同特征像素结构元素的数目，利用不同特征像素结构元素的数目以及三角合成原理，得到代表膨胀过程线斜率的综合角度，将所述代表膨胀过程线斜率的综合角度作为膨胀过程的特征；

对压缩过程的p-V图进行特征提取的过程包括：

使用击中或击不中变换方法，统计压缩过程的p-V图中不同特征像素结构元素的数目，利用不同特征像素结构元素的数目以及三角合成原理，得到代表压缩过程线斜率的综合角度，将所述代表压缩过程线斜率的综合角度作为压缩过程的特征；

对进气过程的p-V图进行特征提取的过程包括：

将进气过程的p-V图在垂直于p-V图中V坐标轴方向进行投影，将投影后的结果在V坐标轴方向像素长度上等分为若干份，分别统计每份中像素点的数量，将每份中像素点的数量依次排列得到垂直投影特征向量，该垂直投影特征向量作为进气过程的特征；

对排气过程的p-V图进行特征提取的过程包括：

将排气过程的p-V图在垂直于p-V图中V坐标轴方向进行投影，将投影后的结果在V坐标轴方向像素长度上等分为若干份，分别统计每份中像素点的数量，将每份中像素点的数量依次排列得到垂直投影特征向量，该垂直投影特征向量作为排气过程的特征。

2.根据权利要求1所述的一种往复式压缩机故障诊断方法，其特征在于，p-V图中不同特征像素结构元素包括三类，其中：

第一类特征像素结构元素包含两个相邻的像素，这两个相邻的像素的其中一条对角线共线，且共线的对角线倾斜方向为向p-V图中的p轴方向倾斜；

第二类特征像素结构元素包含两个相邻的像素，这两个相邻的像素具有一条共同的边，这两个相邻的像素为平行于p-V图中p轴方向上的两个像素；

第三类特征像素结构元素包含两个相邻的像素，这两个相邻的像素具有一条共同的边，这两个相邻的像素为平行于p-V图中V轴方向上的两个像素。

3.根据权利要求1所述的一种往复式压缩机故障诊断方法，其特征在于，将每个工作过程的特征排列为综合特征向量时，将膨胀过程的特征、进气过程的特征、压缩过程的特征和排气过程的特征按顺序排列。

4.根据权利要求1所述的一种往复式压缩机故障诊断方法，其特征在于，压缩机状态类型包括：正常、进气阀弹簧失效、进气阀裂纹、进气阀断裂、排气阀弹簧失效、排气阀裂纹、排气阀断裂和活塞环磨损。

5.一种往复式压缩机故障诊断系统，其特征在于，包括：

预处理模块：用于对采集到的压缩机气缸内动态压力数据按照压缩机的每个工作过程进行分段预处理，得到每个工作过程的p-V图；压缩机的工作过程包括膨胀过程、进气过程、压缩过程和排气过程；

特征提取模块：用于对每个工作过程的p-V图进行特征提取，得到每个工作过程的特征；

对膨胀过程的p-V图进行特征提取的过程包括：使用击中或击不中变换方法，统计膨胀过程的p-V图中不同特征像素结构元素的数目，利用不同特征像素结构元素的数目以及三角合成原理，得到代表膨胀过程线斜率的综合角度，将所述代表膨胀过程线斜率的综合角度作为膨胀过程的特征；

对压缩过程的p-V图进行特征提取的过程包括：

使用击中或击不中变换方法，统计压缩过程的p-V图中不同特征像素结构元素的数目，利用不同特征像素结构元素的数目以及三角合成原理，得到代表压缩过程线斜率的综合角度，将所述代表压缩过程线斜率的综合角度作为压缩过程的特征；

对进气过程的p-V图进行特征提取的过程包括：

将进气过程的p-V图在垂直于p-V图中V坐标轴方向进行投影，将投影后的结果在V坐标轴方向像素长度上等分为若干份，分别统计每份中像素点的数量，将每份中像素点的数量依次排列得到垂直投影特征向量，该垂直投影特征向量作为进气过程的特征；

对排气过程的p-V图进行特征提取的过程包括：

将排气过程的p-V图在垂直于p-V图中V坐标轴方向进行投影，将投影后的结果在V坐标轴方向像素长度上等分为若干份，分别统计每份中像素点的数量，将每份中像素点的数量依次排列得到垂直投影特征向量，该垂直投影特征向量作为排气过程的特征；

特征处理模块：用于将每个工作过程的特征排列为综合特征向量；

计算模块：用于将综合特征向量输入已预训练好的神经网络进行处理，得到神经网络的输出；

判断模块：用于根据预设的神经网络的输出和压缩机状态之间的映射关系，得到压缩机状态类型。