[发明专利]一种考虑亚健康状态和单入单出约束的产品故障诊断方法

摘要

本发明公开了一种考虑亚健康状态和单入单出约束的产品故障诊断方法，包括以下几个步骤步骤一建立扩展相关性模型；步骤二生成亚健康扩展相关性矩阵；步骤三建立亚健康诊断知识模型；步骤四获取测试状态向量，进行状态特征匹配得到诊断结论。本发明提出了考虑亚健康状态和单入单出约束条件下的亚健康扩展相关矩阵，并提出了矩阵的获取方法，便于亚健康诊断知识模型分获取。

主权项

一种考虑亚健康状态和单入单出约束的产品故障诊断方法，包括以下几个步骤：步骤一：建立扩展相关性模型,具体步骤如下：(a)确定产品建模基础数据(1)根据产品的技术手册，确定产品单元组成、状态属性类型以及亚健康状态转移作用类型；(2)根据产品的技术手册，确定产品组成单元之间输入输出关系；(3)根据产品的技术手册，确定产品的测试组成、测试位置和测试结果类型；(4)根据产品的技术手册，确定各测试的测试判据，包括健康、亚健康、故障状态的临界值划分；(b)采用图形元素，绘制产品的扩展相关性图形模型；图形模型的图形元素有单元U、测试T、有向边E，绘制产品的扩展相关性图形模型；考虑亚健康和单入单出约束的扩展相关性模型的元组如下：YM＝(U,T,E,M,R)    (1)式中：YM表示扩展相关性模型；U、T、E表示扩展相关性模型的图形元素，M表示扩展相关性模型的属性元素，R表示测试判据，具体如下：U表示产品的组成单元集，组成单元是指产品的各个模块、组件或部件；U＝{u1,u2,…,um}，其中m表示产品组成单元总数；单元具有单入单出约束，即一个单元最多包括一个输入、输出；T表示产品的测试集，即对某个单元输出执行的诊断测试；T＝{t1,t2,…,tn}，n表示测试的总数；测试tj的最终逻辑结果为三值，即分别表示正常、亚健康和故障三种结果；E表示产品单元之间的有向边集，即连接集；E＝{eij}，eij表示单元ui输出指向单元uj输入有向边；M表示产品单元的属性集，M＝(S,K)；S表示单元状态属性，S∈{H,Y,F}，H为健康状态，表示为逻辑0；Y为亚健康状态，表示为逻辑1/2；F为故障状态，表示为逻辑1；K表示亚健康状态转移的作用类型属性，K∈{A,B,C}，A为保持类型，B为增强类型，C为减弱类型；R表示测试判据，包括测试内容和测试的临界值划分，即健康临界值、亚健康临界值、故障临界值；步骤二：生成亚健康扩展相关性矩阵亚健康扩展相关性矩阵具体定义如下：式中：Ui(X)表示第i个单元的非健康状态，X为亚健康或者故障；Tj表示第j个测试，可能的取值包括0、1，0表示测试结果为健康、表示测试结果为亚健康、1表示测试结果为故障；dij表示Ui(X)与测试Tj之间的扩展相关性，取值包括0、1，0表示测试Tj的测试结果为健康、表示测试Tj的测试结果为亚健康、1表示测试Tj的测试结果为故障；步骤三：建立亚健康诊断知识模型在亚健康相关性矩阵的基础上，加入一个“正常”状态行，即对应行向量为全零行向量，生成亚健康诊断知识模型；如下：式中：K表示亚健康诊断知识模型；步骤四：获取测试状态向量，进行状态特征匹配得到诊断结论具体步骤如下：(1)获取测试数据并进行三值逻辑化处理执行所有的测试，得到实际的测试数值，利用测试判据确定测试结果，结果包括健康、亚健康和故障，并根据测试结果进行三值逻辑化，分别0，1/2和1；(2)根据逻辑化处理结果，逐行对比亚健康扩展相关性矩阵，找到与测试结果相同的行，行头对应的单元和状态构成诊断结果。