一种线路故障诊断系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及工业过程中的故障诊断系统，特别是涉及一种非线性的线路故障诊断系统。
【背景技术】
[0002]现代控制系统的复杂性的增加使系统中的传感器、执行器及系统内部元器件都不可避免的会发生故障，无论是从系统安全的角度，还是从经济的角度来说，对系统的安全性与可靠性的要求也越来越高。实际系统除存在建模误差和外部干扰，还在一定程度呈现非线性，进而使得对系统进行故障诊断变得更加复杂和困难。控制系统大多存在参数未知、随机扰动、建模误差和未知扰动等不确定的因素，这些因素的存在致使无法获得系统的精确模型，系统的故障诊断也就无法采用传统的线性系统的故障诊断方法。
[0003]现有技术中，需要人工巡线排查发出报警信息的故障指示器的方式来判断故障发生位置，或者将故障信息以及与其对应的位置信息发送到监控装置，以实现位置信息和故障信息自动上报并自动定位故障点的功能。但这些都只是涉及线路故障检测方面的，如何去处理故障，还需要进一步的对故障进行诊断，如附图2所示，故障诊断是判断故障的严重程度，以及对故障对系统的影响和发展趋势，针对不同的故障采取不同的措施，它处于整个系统故障诊断过程中的最后一部分，占据着极为重要的地位，现有技术中在线路故障信息诊断方面的系统却少之又少。
【实用新型内容】
[0004]为克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种非线性智能线路故障诊断系统，旨在解决线路故障诊断的准确性和精度低，不便于携带，以及诊断故障时受电磁干扰大的问题。
[0005]为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现:
[0006]一种线路故障诊断系统，所述系统包括:
[0007]现场智能仪表，其位于线路故障现场；
[0008]上位机，其包括标准化处理单元，频域核估计单元，待诊断数据确定单元，特征提取单元，非线性频谱图分析单元，故障诊断单元；
[0009]采集单元，其一端与现场智能仪表无线通讯连接，另一端与所述上位机相连接；
[0010]操作单元，其与所述上位机通讯连接；
[0011]支持向量机观测器，其包括数据接口、控制站和数据库，其与所述采集单元相并联;
[0012]其中，现场智能仪表、上位机、支持向量机观测器依次相连；
[0013]所述上位机外部还设有一带空腔的长方体外壳，所述长方体外壳以可悬挂的方式扣在上位机的任一侧，其壳体由带隔离屏蔽板组成，所述空腔内以可拆卸的方式放置有所述采集单元、操作单元、支持向量机观测器中的一种、两种或三种。
[0014]优选的是，所述的线路故障诊断系统，其中，还包括通信单元，其用于通过无线通信方式将现场智能仪表的故障信息和所述故障信息对应的位置信息与采集单元通讯连接。
[0015]优选的是，所述的线路故障诊断系统，其中，所述采集单元用于将故障诊断结果与过程状态信息与支持向量机观测器中的数据库通讯连接。
[0016]优选的是，所述的线路故障诊断系统，其中，所述操作单元由键盘组成，键盘通过SPI总线直接连接到上位机。
[0017]优选的是，所述的线路故障诊断系统，其中，所述上位机还包括显示单元，其由LCD彩色液晶屏组成。
[0018]优选的是，所述的线路故障诊断系统，其中，所述采集单元由八路高速采集电路组成，八路高速采集电路主要由滤波电路、A/D转化电路及串行FIFO双口 RAM组成。
[0019]优选的是，所述的线路故障诊断系统，其中，所述支持向量机观测器的输出依次与所述上位机的标准化处理单元、频域核估计单元、待诊断数据确定单元、特征提取单元、非线性频谱图分析单元、故障诊断单元和显示单元相连接。
[0020]本实用新型的有益效果:本实用新型主要用于线路的故障诊断，能快速有效地进行故障模式判别，该系统中上位机外部设置了一带空腔的长方体外壳，便于同时携带采集单元、操作单元、支持向量机观测器，且可拆卸，当某一单元出现故障时，便于卸下该单元进行替换或修理，长方体外壳的壳体由带隔离屏蔽板组成，使得壳体内的各个单元与外界隔离屏蔽，电磁干扰小。
【附图说明】
[0021]图1为本实用新型一实施例所述的线路故障诊断系统中的上位机与立方体外壳位置结构示意图；
[0022]图2为本实用新型一实施例所述的线路故障诊断系统中的系统故障诊断图；
[0023]图3为本实用新型一实施例所述的线路故障诊断系统中的支持向量机观测器模型；
[0024]图4为本实用新型一实施例所述的线路故障诊断系统中的SVM故障诊断原理图。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0026]一种线路故障诊断系统，所述系统包括:
[0027]现场智能仪表，其位于线路故障现场；
[0028]上位机，其包括标准化处理单元，频域核估计单元，待诊断数据确定单元，特征提取单元，非线性频谱图分析单元，故障诊断单元；
[0029]采集单元，其一端与现场智能仪表无线通讯连接，另一端与所述上位机相连接；
[0030]操作单元，其与所述上位机通讯连接；
[0031]支持向量机观测器，其包括数据接口、控制站和数据库，其与所述采集单元相并联;
[0032]其中，现场智能仪表、上位机、支持向量机观测器依次相连；
[0033]请参阅附图1，所述上位机I外部还设有一带空腔3的长方体外壳2，所述长方体外壳以可悬挂的方式扣在上位机的任一侧，可以根据实际需要，来调整该长方体外壳与上位机的相对位置，其壳体由带隔离屏蔽板4组成，所述空腔内以可拆卸的方式放置有所述采集单元、操作单元、支持向量机观测器中的一种、两种或三种。
[0034]请参阅附图3，在采用支持向量机观测器方法中，将支持向量机与非线性系统进行并联连接，通过系统正常运行时的输入和输出特性来学习，将训练好的支持向量机的输出和实际系统的输出作比较，进而产生残差，从残差中得到故障的信息；
[0035]传统的基于模型的传感器故障诊断需要建立系统的精确模型，对于具有不确定的非线性系统或者时变系统，很难用传统建立系统数学模型的方法进行故障分析与诊断，而支持向量机具有以任意精度逼近任意的非线性函数的能力，因而可以建立辨识模型，从而进行故障诊断，请参阅附图4，基于支持向量机的故障诊断包括残差的残生、故障的检测与分离三个阶段。
[0036]本实用新型还包括以下情况，所述的线路故障诊断系统，其中，还包括通信单元，其用于通过无线通信方式将现场智能仪表的所述故障信息和所述故障信息对应的位置信息与采集单元通讯连接。
[0037]进一步的，所述的线路故障诊断系统，其中，所述采集单元用于将故障诊断结果与过程状态信息与支持向量机观测器中的数据库通讯连接。
[0038]进一步的，所述的线路故障诊断系统，其中，所述操作单元由键盘组成，键盘通过SPI总线直接连接到上位机。
[0039]进一步的，所述的线路故障诊断系统，其中，所述上位机还包括显示单元，其由IXD彩色液晶屏组成。
[0040]进一步的，所述的线路故障诊断系统，其中，所述采集单元由八路高速采集电路组成，八路高速采集电路主要由滤波电路、A/D转化电路及串行FIFO双口 RAM组成。
[0041]进一步的，所述的线路故障诊断系统，其中，所述支持向量机观测器的输出依次与所述上位机的标准化处理单元、频域核估计单元、待诊断数据确定单元、特征提取单元、非线性频谱图分析单元、故障诊断单元和显示单元相连接。
[0042]尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
【主权项】
1.一种线路故障诊断系统，其特征在于，所述系统包括: 现场智能仪表，其位于线路故障现场； 上位机； 采集单元，其一端与现场智能仪表无线通讯连接，另一端与所述上位机相连接； 操作单元，其与所述上位机通讯连接； 支持向量机观测器，其包括数据接口、控制站和数据库，其与所述采集单元相并联； 其中，现场智能仪表、上位机、支持向量机观测器依次相连； 所述上位机外部还设有一带空腔的长方体外壳，所述长方体外壳以可悬挂的方式扣在上位机的任一侧，其壳体由带隔离屏蔽板组成，所述空腔内以可拆卸的方式放置有所述采集单元、操作单元、支持向量机观测器中的一种、两种或三种。2.根据权利要求1所述的线路故障诊断系统，其特征在于，还包括通信单元，其用于通过无线通信方式将现场智能仪表的故障信息和所述故障信息对应的位置信息与采集单元通讯连接。3.根据权利要求1所述的线路故障诊断系统，其特征在于，所述采集单元用于将故障诊断结果与过程状态信息与支持向量机观测器中的数据库通讯连接。4.根据权利要求1所述的线路故障诊断系统，其特征在于，所述操作单元由键盘组成，键盘通过SPI总线直接连接到上位机。5.根据权利要求1所述的线路故障诊断系统，其特征在于，所述上位机还包括显示单元，其由IXD彩色液晶屏组成。6.根据权利要求1所述的线路故障诊断系统，其特征在于，所述采集单元由八路高速采集电路组成，八路高速采集电路主要由滤波电路、A/D转化电路及串行FIFO双口 RAM组成。
【专利摘要】本案为一种线路故障诊断系统，所述系统包括：现场智能仪表，其位于线路故障现场；上位机，其包括非线性频谱图分析单元，故障诊断单元等；采集单元，其一端与现场智能仪表无线通讯连接，另一端与所述上位机相连接；操作单元，其与所述上位机通讯连接；支持向量机观测器，其包括数据接口、控制站和数据库，其与所述采集单元相并联；其中，现场智能仪表、上位机、支持向量机观测器依次相连，所述单片机外部还设有一带空腔的长方体外壳，所述长方体外壳以可悬挂的方式扣在单片机的任一侧，其壳体由带隔离屏蔽板组成，所述空腔内以可拆卸的方式放置有所述采集单元、操作单元、支持向量机观测器种的一种、两种或三种。本实用新型用于线路的故障诊断。
【IPC分类】G01R31/00
【公开号】CN204666734
【申请号】CN201520109570
【发明人】肖晓, 徐启华, 张敏
【申请人】淮海工学院
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年2月14日