是通过建立该部件的输入、输出变量之间的关系来描述的，它同时也体现了系统的结构，同时部件的工作模式还可以通过经验知识来描述。其它组成及连接关系与【具体实施方式】二相同。
[0056]【具体实施方式】四:本实施方式所述的一种基于定性模型的电气系统建模方法，其特征在于:在步骤六中，
[0057]部件之间的状态转移条件包括两方面，一是通过定义状态变量之间的关系来定义，当该关系满足时即触发状态转移条件，如接收到脉冲或电平上升信号等，二是通过命令变量来定义，当接收到外部命令时触发状态转移条件，如切换开关状态等。其它组成及连接关系与【具体实施方式】一、二或三相同。
[0058]【具体实施方式】五:如图1和2所示，本实施方式所述的一种基于定性模型的电气系统故障诊断系统包括可视化建模模块、通信模块、定性域界标生成模块、数据预处理模块、场景模板生成模块、场景构造模块和诊断模块和结果显示模块。
[0059]【具体实施方式】六:如图1和2所示，本实施方式中，所述可视化建模模块，用于提供了一个可视化的建模环境，在该环境中可以实现通过拖拽的方式将模型的组成部件根据结构连接起来，同时该模块根据用户的操作将模型保存在相应的文件中。其它组成及连接关系与【具体实施方式】五相同。
[0060]【具体实施方式】七:如图1和2所示，本实施方式中，所述通信模块，用于提供了一种通信方式，将可视化建模模块与模型验证模块、诊断模块、场景输入模块和结果显示模块连接起来，使得用户可以通过在可视化建模模块中的操作对其它模块发出操作命令，同时也可以将这些模块的操作结果返回到可视化建模模块，并加以显示。其它组成及连接关系与【具体实施方式】六相同。
[0061]【具体实施方式】八:如图1和2所示，本实施方式中，所述定性域界标生成模块，用于建立定量数据与定性数据之间的映射规则。首先，读取模型中所有定性区间变量的类型，其次，定义每一变量的最大值和最小值，即定性变量的上、下阈值，最后生成定性域界标文件。其它组成及连接关系与【具体实施方式】七相同。
[0062]【具体实施方式】九:如图1和2所示，本实施方式中，所述数据预处理模块，该模块首先读取界标文件中提供的映射准则，将当前整帧中各对应遥测数据定量值根据变量类型映射到相应的定量区间中，得到它的定性值，最终得到所有遥测数据定量值的定性值表。其它组成及连接关系与【具体实施方式】八相同。
[0063]【具体实施方式】十:如图1和2所示，本实施方式中，
[0064]所述场景模板生成模块用于对当前模型的可测节点赋值的指派路径，它标识了每一个可测节点在模型中的路径，以及该测点的定性变量类型；
[0065]所述场景构造模块，该模块首先读取场景模板，然后根据生成的所有遥测数据定量值的定性值表根据场景模板生成与当前数据帧对应的场景文件；
[0066]所述诊断模块，用于以编译后的模型文件、场景文件为输入，根据初始状态得到推理值，同时将场景文件中描述系统当前状态的观测值与推理值进行比较，如果一致，则说明当前的状态正常，如果不一致，则说明当前的状态发生了改变，即存在异常；在得到异常后通过对异常进行解释，最终获得可能分发生故障的部件集合，即诊断解；
[0067]所述结果显示模块，用于接收诊断模块的处理结果，并将该结果显示出来。
[0068]其它组成及连接关系与【具体实施方式】九相同。
[0069]实施例:结合图1说明本实施方式，本实施方式步骤如下:
[0070]步骤一:建立系统的定性模型；
[0071]步骤二:对模型进行验证，如果通过校验，说明模型的描述正确，进入步骤三，如果未通过校验，说明模型的描述存在错误，则返回步骤一，对模型进行修改；
[0072]步骤三:将当前的观测数据离散化，生成相应的定性值；
[0073]步骤四:利用表征当前系统状态的定性值对系统当前的状态进行指派，并通过场景文件加载到系统中；
[0074]步骤五:利用编译好的模型与场景文件对模型进行诊断，如果存在异常则进行诊断解生成操作，否则返回步骤三，进行下一次诊断；
[0075]步骤六:对诊断结果进行评估，以便对产生相应的控制命令，同时返回步骤三，进行下一次诊断。
[0076]结合图3，建模方法的【具体实施方式】为:
[0077]步骤一，确定系统的结构与组成部件；
[0078]步骤二，确定各个部件的工作模式，包括正常状态下的工作模式和故障状态下的工作模式；
[0079]步骤三，确定用来描述各个部件工作状态的变量；
[0080]步骤四，定义所有变量的类型及变量实例；
[0081]步骤五，定义各个部件模型，并使用已有的变量描述部件的所有工作模式；
[0082]步骤六，定义每个部件中各个工作模式之间的转移条件；
[0083]步骤七，建立模块，并在模块中实例化各个部件；
[0084]步骤八，在模块中，根据各个部件之间的连接关系描述系统的结构。
[0085]诊断方法的【具体实施方式】为:
[0086]步骤一，根据模型的初始状态进行推理，得到当前正常工作模式的推理值；
[0087]步骤二，将当前的场景输入状态的定性值与推理值进行比较，判断是否有冲突，有，则进入步骤三，没有，则返回步骤一；
[0088]步骤三，对存在冲突的部件的集合进行乘法运算，并合并得到的每一个集合中的重复元素，从而得到诊断解；
[0089]步骤四，对诊断解中各个部件的故障模式进行遍历，得到故障模式的推理值，那些具有与场景中的观测值相同推理值的故障模式就是诊断解中部件当前的故障模式。
[0090]以上是对本发明所提供的一种基于定性模型的建模方法以及故障诊断系统的功能介绍，以上实施步骤只适用于帮助理解本发明的方法和核心思想。
【主权项】
1.一种基于定性模型的电气系统故障诊断系统，其特征在于:所述故障诊断系统包括可视化建模模块、通信模块、定性域界标生成模块、数据预处理模块、场景模板生成模块、场景构造模块、诊断模块和结果显示模块； 所述可视化建模模块，用于提供一个可视化的建模环境，在该环境中可以实现通过拖拽的方式将模型的组成部件根据结构连接起来，同时该模块根据用户的操作将模型保存在相应的文件中； 其特征在于:所述故障诊断系统还包括模型验证模块和场景输入模块；所述通信模块，用于提供了一种通信方式，将可视化建模模块与模型验证模块、诊断模块、场景输入模块和结果显示模块连接起来，使得用户可以通过在可视化建模模块中的操作对所述故障诊断系统中的其它模块发出操作命令，同时也可以将这些模块的操作结果返回到可视化建模模块，并加以显示。2.根据权利要求1所述的一种基于定性模型的电气系统故障诊断系统，其特征在于:所述定性域界标生成模块，用于建立定量数据与定性数据之间的映射规则；首先，读取模型中所有定性区间变量的类型，其次，定义每一变量的最大值和最小值，即定性变量的上、下阈值，最后生成定性域界标文件。3.根据权利要求2所述的一种基于定性模型的电气系统故障诊断系统，其特征在于:所述数据预处理模块，该模块首先读取界标文件中提供的映射准则，将当前整帧中各对应遥测数据定量值根据变量类型映射到相应的定量区间中，得到它的定性值，最终得到所有遥测数据定量值的定性值表。4.根据权利要求3所述的一种基于定性模型的电气系统故障诊断系统，其特征在于: 所述场景模板生成模块用于对当前模型的可测节点赋值指派路径，它标识每一个可测节点在模型中的路径，以及该可测节点的定性变量类型； 所述场景构造模块，该模块首先读取场景模板，然后根据生成的所有遥测数据定量值的定性值表根据场景模板生成与当前数据帧对应的场景文件； 所述诊断模块，用于以编译后的模型文件、场景文件为输入，根据初始状态得到推理值，同时将场景文件中描述系统当前状态的观测值与推理值进行比较，如果一致，则说明当前的状态正常，如果不一致，则说明当前的状态发生了改变，即存在异常；在得到异常后通过对异常进行解释，最终获得可能发生故障的部件集合，即诊断解； 所述结果显示模块，用于接收诊断模块的处理结果，并将该结果显示出来。
【专利摘要】一种基于定性模型的电气系统建模方法以及故障诊断系统，涉及基于模型的故障诊断以及电气系统故障领域，方法：确定用来描述各个元器部件工作状态的变量；定义所有变量的类型及变量实例；定义各个部件模型，并使用已有的变量描述部件的所有工作模式；定义每个部件中各个工作模式之间的转移条件；建立模块，在模块中实例化各个部件；根据各个部件之间的连接关系描述系统的结构。系统包括：可视化建模模块，通信模块，模型验证模块，场景输入模块，诊断模块和结果显示模块。应用本发明能够综合利用系统的结构知识、组成系统的各个部件的功能知识、以往的经验知识对当前的系统状态进行异常评估与故障定位。用于提高诊断的准确性和诊断结果的分辨率。
【IPC分类】G01R31/00
【公开号】CN105372517
【申请号】CN201510627753
【发明人】王日新, 徐敏强, 金洋
【申请人】哈尔滨工业大学
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2013年8月23日
【公告号】CN103412224A, CN103412224B