CN102508486A

CN102508486A - 一种使用can通信数据协议的励磁故障诊断方法及装置

Info

Publication number: CN102508486A
Application number: CN2011103523017A
Authority: CN
Inventors: 李伟
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-11-09
Filing date: 2011-11-09
Publication date: 2012-06-20

Abstract

本发明公开了一种使用CAN通信数据协议的励磁故障诊断方法及装置，包括微控制器1、CAN总线通信模块2、LCD显示、键盘与状态监控模块3，CAN通信软件模块4，免疫协同故障诊断软件模块5，CAN总线通信模块2、LCD显示、键盘与状态监控模块3中的状态监控电路环节均与微控制器1相连，LCD显示、键盘与状态监控模块3中的LCD显示电路环节、键盘电路环节经扩展的8155芯片与微控制器1相连，CAN通信软件模块4，免疫协同故障诊断软件模块5均储存于微控制器1的程序存储器中。本发明为集成度高、精度高、检测速度快，且具有CAN通信能力，抗干扰能力强的励磁故障诊断方法及装置，微控制器1利用CAN总线通信模块2和CAN通信软件模块4，可接入CAN网络完成励磁装置工作监控任务，微控制器1的免疫协同故障诊断软件模块5可根据励磁系统的结构、故障特点对复杂励磁故障诊断问题进行自动诊断。

Description

一种使用CAN通信数据协议的励磁故障诊断方法及装置

技术领域

本发明属于故障信息电子监控装置和故障诊断方法，特别是一种使用CAN通信数据协议的励磁故障诊断方法及装置。

背景技术

励磁系统是同步发电机的重要组成部分，其主要任务是向同步发电机的励磁绕组提供一个可调的直流电流（电压），控制机端电压恒定，满足发电机正常发电的需要。同时控制发电机组间无功功率的合理分配，保证同步发电机并列运行的稳定性，以满足电力系统安全运行的需要，对发电机的运行可靠性、经济性及其它特性有直接的影响。

励磁系统一般由两部分组成：一部分用于向发电机的磁场绕组提供直流电流，以建立直流磁场，称为励磁功率输出部分(或称为功率单元)；另一部分用于在正常运行或发生事故时调节励磁电流，包括励磁调节器、强行励磁和自动灭磁等，称为励磁控制部分(或称控制单元)。现有励磁系统设备检测手段大都是人工提取故障特征信息（自动提取为辅），以人工经验作指导进行故障分析、定位，存在诊断离线进行，对维修人员要求过高等致命弱点，严重影响故障诊断的实时性和准确性，研究并发展具有新型励磁故障诊断系统显得很有必要。

随着电子器件的集成化、小型化、智能化程度的不断提高，励磁监控系统主要向着精度更高、尺寸更小、互换性更好、综合功能更强、数字网络化的方向发展。期望在提高励磁工作效率的同时，开发出结构简单、成本低廉、网络能力强的新型故障信息通信与自动诊断装置。

为了真正提高系统的可靠性和降低维修成本，需要在保证系统可靠性的基础上，对励磁设备零部件的故障模式、故障机理，以及对设备运行影响规律进行研究，以确定出所需采集状态信息的最小集和适当的检测方式，优化测点布置，防止状态分析和故障诊断的盲目性，从而精确定位到故障元件。协同进化作为自然界中物种之间自然进化的重要形式，为解决励磁故障协同诊断问题提供了一条新的、卓有成效的途径。在复杂励磁故障诊断过程中，由不同类型的诊断模型通过协同进化形式进行故障诊断决策，可极大地提高诊断系统适应诊断环境的灵活性和动态适应性。

CAN（Control Area Network）总线作为现场总线的一种，最初为汽车应用而由德国BOSCH公司设计研发，同其他总线相比具有较高的可靠性和性能价格比，应用领域已从前期的汽车领域向过程工业、机械工业、数控机床、楼宇自动化、医疗设备、嵌入式网络设备、家用电气及数字智能仪表等领域扩展，适合于励磁装置故障信息通信应用方向。

发明内容

本发明的目的是提供一种集成度高、精度高、检测速度快，且具有CAN通信能力，抗干扰能力强的励磁故障诊断装置及方法，实现适用于CAN网络的励磁故障自动检测过程。

本发明的目的是以下述方式实现的：一种使用CAN通信数据协议的励磁故障诊断方法及装置，包括微控制器1、CAN总线通信模块2、LCD显示、键盘与状态监控模块3，CAN通信软件模块4，免疫协同故障诊断软件模块5，CAN总线通信模块2、LCD显示、键盘与状态监控模块3中的状态监控电路环节均与微控制器1相连，LCD显示、键盘与状态监控模块3中的LCD显示电路环节、键盘电路环节经扩展的8155芯片与微控制器1相连，CAN通信软件模块4，免疫协同故障诊断软件模块5均储存于微控制器1的程序存储器中。

作为优选，微控制器1为AT89C51单片机。

作为优选，CAN总线通信模块2包括CAN控制器、CAN驱动器和高速光电耦合器，CAN控制器的数据口AD0~AD7与微控制器1的P0口数据总线相连，CAN控制器的TX0和RX0通过高速光电耦合器与CAN驱动器的TXD和RXD相连。

作为优选，LCD显示、键盘与状态监控模块3包括LCD显示电路环节、键盘电路环节和状态监控电路环节，LCD显示电路环节用于显示微控制器的工作状态和通讯数据、键盘电路环节用于微控制器的工作参数和系统状态输入，状态监控电路环节包括CMOS监控电路芯片，微控制器1的P0.7作为MAX706的WDI输入端。

作为优选，CAN通信软件模块4基于Basic CAN定义的设计了适合于励磁故障信息传输的CAN应用协议格式及工作流程。

作为优选，免疫协同故障诊断软件模块5借鉴免疫协同进化机制，针对励磁系统故障诊断问题求解特点和协同诊断模式，构建了多诊断模型协同进化诊断策略，基于现有不同诊断模型的诊断知识，自身不断融合改进相关诊断知识和诊断模型来实现对特定励磁故障现象的诊断。

与现有技术相比，本发明的优点在于：集成度高、诊断速度快，且具有CAN通信能力，是一种抗干扰能力强、结构简单的励磁装置故障信息自动诊断装置及方法，可实现励磁装置的CAN网络故障信息通信和实时诊断。

附图说明

图1为本发明的系统结构图

图2为本发明的CAN总线通信模块原理图

图3为本发明的LCD显示、键盘与状态监控模块原理图

图4为本发明的CAN通信软件模块工作流程图

图5为本发明的CAN通信应用协议结构图

图6为本发明的免疫协同故障诊断软件模块工作流程图

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

作为本发明的一种实施方式，参阅图1，包括微控制器1、CAN总线通信模块2、LCD显示、键盘与状态监控模块3，CAN通信软件模块4，免疫协同故障诊断软件模块5，CAN总线通信模块2、LCD显示、键盘与状态监控模块3中的状态监控电路环节均与微控制器1相连，LCD显示、键盘与状态监控模块3中的LCD显示电路环节、键盘电路环节经扩展的8155芯片与微控制器1相连，CAN通信软件模块4，免疫协同故障诊断软件模块5均储存于微控制器1的程序存储器中。微控制器1为AT89C51单片机。CAN总线通信模块2包括CAN控制器、CAN驱动器和高速光电耦合器，CAN控制器的数据口AD0~AD7与微控制器1的P0口数据总线相连，CAN控制器的TX0和RX0通过高速光电耦合器与CAN驱动器的TXD和RXD相连。LCD显示、键盘与状态监控模块3包括LCD显示电路环节、键盘电路环节和状态监控电路环节，LCD显示电路环节用于显示微控制器1的工作状态和通讯数据、键盘电路环节用于微控制器1的工作参数和系统状态输入，状态监控电路环节包括CMOS监控电路芯片，微控制器1的P0.7作为MAX706的WDI输入端。

参阅图2，为本发明的CAN总线通信模块2的电路原理图，其主要由PLILIPS公司的CAN控制器型号为SJA1000、CAN驱动器型号为PCA82C250和高速光电耦合器6N137来实现CAN通信功能，CAN控制器和微控制器1内部各自都有时钟产生电路，为了避免时钟输入驱动能力不够或错误所造成的SJA1000不工作，特别采用了双晶振方案SJA1000的数据口AD0—AD7与微控制器1的P0口数据总线相连。微控制器1的P2.7作为SJA1000的片选信号，由ALE、WR、RD控制SJA1000数据的发送和接收；SJA1000使用中断方式来实现数据接收和发送，SJA1000的16脚是中断信号输出，使用微控制器1的外部中断1响应SJA1000产生的中断；同时SJA1000的TX脚悬空，RX1引脚的电位要维持在0.5VCC以上，以形成CAN协议要求的电平逻辑；外加一个总线驱动芯片PCA82C250提高驱动能力， SJA1000的TX0和 RX0通过高速光电耦合器6N137，与82C250的TXD和RXD相连，以实现电气隔离，增强CAN总线抗干扰能力，同时在光耦部分电路中，两个电源VCC和VDD完全隔离；在82C250的CANH和CAHL间设置有120Ω电阻，保护82C250免受过流的冲击。

参阅图3，为本发明的LCD显示、键盘与状态监控模块3，由扩展8155、1602LCD显示电路环节、键盘电路环节和状态监控电路环节构成，用于显示微控制器1的工作状态、通讯数据及监控工作参数和系统状态。8155的CE和IO/M分别接微控制器1的P2.6和P2.0，数据线接微控制器1的P0.0~P0.7， 8155的PA口构成8个独立式功能键盘，PC口用作设备备妥、运行数字量等开关量信息的输入通道，1602液晶器件的数据端D0~D7双向数据线接8155的PB.0~PB.7，作为显示数据输出口，1602液晶器件的E使能端口接微控制器1的P3.5，RW接P3.6进行读写操作，RS接P3.7选择寄存器，VDD和VSS分别接+5V电源和地，在连上10K电位器，可以用来调节显示器对比度，LCD要显示系统空闲状态，在对数据进行发送、接收或者转换时显示系统数据处理状态和特定的数据通信信息。可对1602液晶器件的空闲端口A和K接上电源和地来显示背光，使显示效果更明显。状态监控电路环节采用了Maxim公司出产的低功耗CMOS监控电路芯片MAX706，微控制器1用管脚P0.7作为MAX706的WDI输入端，使用内部定时器T1产生定时60毫秒中断，在T1中断服务程序中对WDI端口实现电平的高低变化，“看门狗”定时器清零并重新开始计时。如果在1.6秒内在WDI端口没有高低电平变化，则在MAX706的RST端口输出低电平，由于微控制器1的复位是利用高电平复位，需要在MAX706的RESET端通过一个三极管连接到微控制器1的复位端口。在三极管的C端接一个值为10K的上拉电阻，该三极管起到反向的作用，在MAX的RESET引脚上有低电平时，就能够顺利复位。在系统跑飞情况下，系统复位重新开始工作。

参阅图4，为本发明的CAN通信软件模块4工作流程，该模块可按照主机请求，将指定寄存器内容移入暂存区，再次调用偶校验计算出新校验值，从而形成响应帧，禁止接收中断，使能发送中断，程序再次跳人中断服务程序中，将响应数据信息从CAN口发送至主机。当数据发送完毕后，程序禁止发送中断、使能接收中断，为下次接收主机的查询命令做准备。程序每跳入一次中断服务程序，都要查询中断标志寄存器的状态，才能判断是发生了接收中断还是发送中断。进入接收中断服务程序时，中断接收来自主机的请求帧，只有在一个完整请求帧读完后，才对主机发送命令进行处理，并调用偶校验模块运算请求帧数据及进行比较。如果偶校验出错，则退出帧处理模块，放弃出错帧；只有偶校验正确，才进行下一步处理并形成响应帧。

参阅图5，为本发明的CAN通信应用协议结构，CAN协议最大特点是废除了传统的站地址编码方式，代之以对数据通信块进行编码，任意节点均可主动对网络上的其他节点发送信息，基于BasicCAN的CAN通信应用协议定义了特定的励磁故障信息通信模式，（1） ID10-ID3—表示励磁诊断装置的地址，8个二进制位可以表示128个站点，该励磁诊断装置地址设置为11000011；（2） ID2-ID0—保留，设置固定值为111；RTR-表示数据帧或远程帧：“0”代表数据帧；“1”代表远程帧，只用到了数据帧，固定RTR为“0”。（3）数据域中，取数据第一个字节的后四位表示数据的类型，前四位固定为1111，后四位为：0000表示“励磁诊断装置自身配置信息”；0001表示“励磁诊断装置自检信息”；0010表示“发送广播信息”；0011表示“发送命令信息”。当为命令信息时，采用数据第二个字节来表示命令的种类，8位二进制位可以表示128种命令种类。在实际设计中，采用的CAN通信命令主要有18种，其含义和具体编码格式如下：0x11-主机发给励磁诊断装置的“准备接收”指令；0x12-主机发给励磁诊断装置的“准备工作自检”指令；0x13-主机发给励磁诊断装置的“写系统装置设置信息”指令；0x14-主机发给励磁诊断装置的“写机组工作参数信息”指令；0x15-主机发给励磁诊断装置的“写保护投退控制信息”指令；0x16-主机发给励磁诊断装置的“写工作通道系数信息”指令；0x22-励磁诊断装置发给主机的“请求发送系统装置设置信息”指令；0x23-励磁诊断装置发给主机的“请求发送保护投退控制信息”指令；0x24-励磁诊断装置发给主机的“请求发送工作指示灯状态信息”指令；0x25-励磁诊断装置发给主机的“请求发送工作状态开入量信息”指令；0x26-励磁诊断装置发给主机的“请求发送系统装置与机组工作参数信息”指令；0x27-励磁诊断装置发给主机的“请求发送工作通道系数信息”指令；0x28-励磁诊断装置发给主机的“请求发送测量显示数据信息”指令；0x29-励磁诊断装置发给主机的“请求发送检测波形信息”指令；0x33-主机发给励磁诊断装置的“请求发送励磁诊断装置自检信息”指令；0x44-“发送完毕”指令；0x55-“错误/超时重发”；0x66-“接收完毕”指令；（4）在数据域中，取数据第一个字节的后六位表示特定类型状态数据，前两位固定为11，后六位为：100000为“设备联接好信息”；100001为“系统装置设置信息”；100010为“保护投退控制信息”；100011为“工作指示灯状态信息”；100100为“工作状态开入量信息”；100101为“系统装置与机组工作参数信息”；100110为“工作通道系数信息”；100111为“测量显示数据信息”；101000为“检测波形信息”；101100为“设备工作正常”；110000“设备故障”；（5）数据最后一位定义为校验位，采用校验方法为偶校验。从数据帧的标识符开始进行校验，到数据结束。当数据里有奇数个1时，校验位为1；为偶数时，校验位为0。

参阅图6，为本发明的免疫协同故障诊断软件模块5工作流程，在免疫学研究中，各种免疫细胞之间的相互促进和抑制现象可以理解为一种特有的协同进化形式—免疫协同进化，可借鉴免疫协同进化机制，针对励磁系统故障诊断问题求解特点和协同诊断模式，提出了一种多诊断模型协同进化诊断策略，免疫协同诊断计算的主要构成要素是各个免疫诊断细胞群体、免疫诊断细胞的诊断进化算法和细胞种群调节机制等，进化采用基本免疫算法，免疫协同诊断策略可形式化描述如下：

，其中：CPD：免疫细胞诊断种群，CPDN：免疫细胞诊断种群数，

：诊断种群的免疫协同诊断算法，

：第i个诊断细胞种群同第j个诊断细胞种群的协同模式，PCM_ij代表协作任务评估，决定该任务是否需要和其他智能体协作完成，CEDP_ij代表协同进化算子，EDV_ij代表协同评价；

：第i个诊断细胞种群的免疫进化算法，s_i表示第i个诊断细胞种群的选择策略，g_i表示第i个诊断细胞种群的进化操作算子，包括细胞克隆、克隆抑制等，p_i表示第i个诊断细胞种群的进化操作算子的执行概率，f_i表示第i个诊断细胞种群的亲合度函数，d_i表示第i个诊断细胞种群的浓度函数；CN_i：第i个诊断细胞种群的所含个体的数量；

：免疫细胞进化种群控制模式，CPO表示种群规模算子，CPD表示种群浓度调节，CPA表示种群进化目标函数；CPE表示种群评价方式。

在采用上述描述方式后，若：

表示第k代免疫细胞群体，则第k代免疫细胞群体协同进化表示为：

，则免疫协同诊断中从第k-1代进化到第k代可以表示为：。

励磁故障诊断过程大致分为六个阶段：①gen I=1，故障诊断论域为励磁设备故障集合F={F₁,…,F_i,…,F_M}，诊断模型集合为FDM={FDM₁,…,FDM_i,…,FDM_M}，M为设备故障模型数, FDM_i为第i个励磁故障诊断模型；② 针对某个励磁诊断任务FDM_TASK，初始化励磁故障诊断模型群体FDM，分配各诊断模型权重w={w₁,…,w_i,…,w_M}，w_i表示诊断模型FDM_i在诊断故障任务FDM_TASK中的诊断重要度，且满足

；③ 各故障模型FDM_i对励磁诊断任务FDM_TASK,给出各自诊断子结论FDR={FDR₁,…,FDR_i,…,FDR_M}，计算每个诊断模型个体FDM_i亲合度和浓度，评价FDM_TASK励磁故障诊断效果，若满足励磁故障诊断结束条件，则转向 ⑥；④ gen I=gen I+1，对励磁故障诊断模型群体FDM，基于亲合度和浓度值从上一代群体中选取新一代群体；⑤将免疫算子(克隆、突变、抑制)应用到群体的个体中,获得新的励磁故障诊断模型群体FDM，并分配新诊断模型权重w={w₁,…,w_i,…,w_M}，转向③；⑥ 励磁故障诊断结束。某一时刻的故障诊断过程，免疫协同故障诊断软件模块5将在完成了上述全部诊断行为,得到较为满意的诊断结果后，才结束本次诊断流程。该协同诊断策略注重诊断模型个体间的协作关系，可根据励磁系统的结构、故障特点对复杂励磁故障诊断问题进行分解，运用多种励磁故障诊断模型，在励磁诊断子结论集中随机选取一定数目的诊断子结论，用于构成历次故障诊断协同体（完全解），测试励磁诊断结论的亲合度，完成一个集成推理模型“进化”的过程，协同实现复杂励磁故障诊断，从而提高故障诊断的准确性和可靠性。

本发明可实现CAN总线通信功能，采用CAN通信控制器SJA1000、CAN总线接口电路PCA82C50组成CAN通信电路，AT89C51微控制器1负责对SJA1000的初始化，通过控制SJA1000实现检测数据的接收和发送等通信任务，CAN驱动器PCA82C250主要为CAN总线的数据传输提供物理保证，为总线提供差动发送能力，对CAN控制器提供差动接收能力，考虑到减小干扰对通信的影响，在SJA1000和PCA82C50之间采用了6N137构成的光电隔离模块，能够满足高速数据通信的要求。

本发明可实现励磁故障自动诊断，微控制器1利用CAN总线通信模块2和CAN通信软件模块4，可接入CAN网络完成励磁装置工作监控任务，微控制器1的免疫协同故障诊断软件模块5可根据励磁系统的结构、故障特点对复杂励磁故障诊断问题进行分解，运用多种励磁故障诊断模型，在励磁诊断子结论集中随机选取一定数目的诊断子结论，用于构成历次故障诊断协同体（完全解），测试励磁诊断结论的亲合度，完成一个集成推理模型“进化”的过程，协同实现复杂励磁故障诊断，实现励磁故障的实时诊断，并提高励磁故障诊断的准确性和可靠性。

尽管已经结合当前认作是一个最为实用和优选的实施例来描述了本发明，但应当理解，本发明不限于所公开的实施例，而相反是旨在涵盖包括在所附权利要求的精神和范围内的多种修改和同等布置。

Claims

1.一种使用CAN通信数据协议的励磁故障诊断方法及装置，包括微控制器1、CAN总线通信模块2、LCD显示、键盘与状态监控模块3，CAN通信软件模块4，免疫协同故障诊断软件模块5，CAN总线通信模块2、LCD显示、键盘与状态监控模块3中的状态监控电路环节均与微控制器1相连，LCD显示、键盘与状态监控模块3中的LCD显示电路环节、键盘电路环节经扩展的8155芯片与微控制器1相连，CAN通信软件模块4，免疫协同故障诊断软件模块5均储存于微控制器1的程序存储器中。

2.根据权利要求1所述的使用CAN通信数据协议的励磁故障诊断方法及装置，其特征在于：所述微控制器1为AT89C51单片机。

3.根据权利要求1所述的使用CAN通信数据协议的励磁故障诊断方法及装置，其特征在于：根据权利要求1所述的CAN总线通信模块2包括CAN控制器、CAN驱动器和高速光电耦合器，所述CAN控制器的数据口AD0~AD7与微控制器1的P0口数据总线相连，CAN控制器的TX0和RX0通过高速光电耦合器与CAN驱动器的TXD和RXD相连。

4.根据权利要求1所述的使用CAN通信数据协议的励磁故障诊断方法及装置，其特征在于：所述LCD显示、键盘与状态监控电路模块LCD显示、键盘与状态监控模块3包括LCD显示电路环节、键盘电路环节和状态监控电路环节，LCD显示电路环节用于显示微控制器1的工作状态和通讯数据、键盘电路环节用于微控制器1的工作参数和系统状态输入，状态监控电路环节包括CMOS监控电路芯片，微控制器1的P0.7作为MAX706的WDI输入端。

5.根据权利要求1所述的使用CAN通信数据协议的励磁故障诊断方法及装置，其特征在于：所述CAN通信软件模块4包括了基于BasicCAN定义了特定的励磁故障信息通信协议模式，该模块可按照主机请求，将指定寄存器内容移入暂存区，再次调用偶校验计算出新校验值，从而形成响应帧。

6.根据权利要求5所述的特定的励磁故障信息通信协议模式，其特征在于，采用① ID10-ID3—表示励磁诊断装置的地址，8个二进制位可以表示128个站点，该励磁诊断装置地址设置为11000011；② ID2-ID0—保留，设置固定值为111；RTR-表示数据帧或远程帧：“0”代表数据帧；“1”代表远程帧，只用到了数据帧，固定RTR为“0”；③ 数据域中，取数据第一个字节的后四位表示数据的类型，前四位固定为1111，后四位为：0000表示“励磁诊断装置自身配置信息”；0001表示“励磁诊断装置自检信息”；0010表示“发送广播信息”；0011表示“发送命令信息”，当为命令信息时，采用数据第二个字节来表示命令的种类，8位二进制位可以表示128种命令种类；④在数据域中，取数据第一个字节的后六位表示特定类型状态数据，前两位固定为11，后六位为：100000为“设备联接好信息”；100001为“系统装置设置信息”；100010为“保护投退控制信息”；100011为“工作指示灯状态信息”；100100为“工作状态开入量信息”；100101为“系统装置与机组工作参数信息”；100110为“工作通道系数信息”；100111为“测量显示数据信息”；101000为“检测波形信息”；101100为“设备工作正常”；110000“设备故障”；⑤数据最后一位定义为校验位，采用校验方法为偶校验。

7.根据权利要求6所述的命令种类，其特征在于，设计采用的CAN通信协议命令主要有18种，其含义和具体编码格式如下：0x11-主机发给励磁诊断装置的“准备接收”指令；0x12-主机发给励磁诊断装置的“准备工作自检”指令；0x13-主机发给励磁诊断装置的“写系统装置设置信息”指令；0x14-主机发给励磁诊断装置的“写机组工作参数信息”指令；0x15-主机发给励磁诊断装置的“写保护投退控制信息”指令；0x16-主机发给励磁诊断装置的“写工作通道系数信息”指令；0x22-励磁诊断装置发给主机的“请求发送系统装置设置信息”指令；0x23-励磁诊断装置发给主机的“请求发送保护投退控制信息”指令；0x24-励磁诊断装置发给主机的“请求发送工作指示灯状态信息”指令；0x25-励磁诊断装置发给主机的“请求发送工作状态开入量信息”指令；0x26-励磁诊断装置发给主机的“请求发送系统装置与机组工作参数信息”指令；0x27-励磁诊断装置发给主机的“请求发送工作通道系数信息”指令；0x28-励磁诊断装置发给主机的“请求发送测量显示数据信息”指令；0x29-励磁诊断装置发给主机的“请求发送检测波形信息”指令；0x33-主机发给励磁诊断装置的“请求发送励磁诊断装置自检信息”指令；0x44-“发送完毕”指令；0x55-“错误/超时重发”；0x66 -“接收完毕”指令。

8.根据权利要求1所述的使用CAN通信数据协议的励磁故障诊断方法及装置，其特征在于：所述免疫协同故障诊断软件模块5包括了基于免疫协同进化机制的一种多诊断模型协同进化诊断策略，可根据励磁系统的结构、故障特点对复杂励磁故障诊断问题进行分解，运用多种励磁故障诊断模型，在励磁诊断子结论集中随机选取一定数目的诊断子结论，用于构成历次故障诊断协同体（完全解），测试励磁诊断结论的亲合度，协同实现复杂励磁故障诊断。

9.根据权利要求8所述的多诊断模型协同进化诊断策略，其特征在于，主要构成要素是各个免疫诊断细胞群体、免疫诊断细胞的诊断进化算法和细胞种群调节机制等，可形式化描述如下：

，CPD为免疫细胞诊断种群；CPDN为免疫细胞诊断种群数；CEDA为诊断种群的免疫协同诊断算法，分为PCM协作任务评估，CEDP协同进化算子，EDV协同评价三个协同环节；CPCM为免疫细胞进化种群控制模式，包括CPO种群规模算子，CPD种群浓度调节，CPA种群进化目标函数，CPE种群评价方式四个控制环节。

10.根据权利要求8所述的多诊断模型协同进化诊断策略，其特征在于，励磁诊断过程可分为六个步骤，①gen I=1,故障诊断论域为励磁设备故障集合F={F₁,…,F_i,…,F_M}，诊断模型集合为FDM={FDM₁,…,FDM_i,…,FDM_M}, M为设备故障模型数，FDM_i为第i个励磁故障诊断模型；② 针对某个励磁诊断任务FDM_TASK，初始化励磁故障诊断模型群体FDM，分配各诊断模型权重w={w₁,…,w_i,…,w_M}，w_i表示诊断模型FDM_i在诊断故障任务FDM_TASK中的诊断重要度，且满足；③ 各故障模型FDM_i对励磁诊断任务FDM_TASK，给出各自诊断子结论FDR={FDR₁,…,FDR_i,…,FDR_M}，计算每个诊断模型个体FDM_i亲合度和浓度，评价FDM_TASK励磁故障诊断效果，若满足励磁故障诊断结束条件，则转向 ⑥；④ gen I=gen I +1，对励磁故障诊断模型群体FDM，基于亲合度和浓度值从上一代群体中选取新一代群体；⑤将免疫算子(克隆、突变、抑制)应用到群体的个体中，获得新的励磁故障诊断模型群体FDM，并分配新诊断模型权重w={w₁,…,w_i,…,w_M}，转向③；⑥ 励磁故障诊断结束。