RU150919U1 - PERFORMANCE FORECASTING DEVICE FOR MULTI-PARAMETER ELECTROMECHANICAL SYSTEMS - Google Patents

PERFORMANCE FORECASTING DEVICE FOR MULTI-PARAMETER ELECTROMECHANICAL SYSTEMS Download PDF

Info

Publication number
RU150919U1
RU150919U1 RU2014128003/08U RU2014128003U RU150919U1 RU 150919 U1 RU150919 U1 RU 150919U1 RU 2014128003/08 U RU2014128003/08 U RU 2014128003/08U RU 2014128003 U RU2014128003 U RU 2014128003U RU 150919 U1 RU150919 U1 RU 150919U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
parameter
emc
unit
measured
signals
Prior art date
Application number
RU2014128003/08U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Маркович Шпрехер
Original Assignee
Дмитрий Маркович Шпрехер
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Дмитрий Маркович Шпрехер filed Critical Дмитрий Маркович Шпрехер
Priority to RU2014128003/08U priority Critical patent/RU150919U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU150919U1 publication Critical patent/RU150919U1/en

Links

Images

Landscapes

  • Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)

Abstract

Устройство прогнозирования работоспособности многопараметрических электромеханических систем (ЭМС), содержащее измерительный блок, состоящий из блока обработки информации, предназначенного для нормировки входных данных, поступающих от датчиков, и выделения эталонного значения по каждому измеряемому параметру путем получения временных сигналов выходных параметров ЭМС и эталонных массивов выходных сигналов по каждому контролируемому параметру, и программного вычислителя, выполненного из последовательно соединенных процессора, сумматора, квадратора, блока интегрирования, вычислительного блока, предназначенного для нахождения коэффициентов нейросетевых нелинейных операторов и передачи их в нейронную сеть, предназначенную для их тестирования и формирования максимального потенциала, соответствующего прогнозируемому техническому состоянию ЭМС по конкретному измеряемому параметру.A device for predicting the operability of multi-parameter electromechanical systems (EMCs), comprising a measuring unit consisting of an information processing unit for normalizing input data from sensors and extracting a reference value for each measured parameter by obtaining temporary signals of the output parameters of the EMC and reference arrays of output signals for each monitored parameter, and a software calculator made of series-connected processor Matora, quad, integration unit, a computing unit for finding the coefficients neural nonlinear operators and their transfer to the neural network for their formation testing and the maximum potential corresponding to the predicted maintenance of EMC-specific parameter to be measured.

Description

Предложенное техническое решение относится к области диагностической техники объектов и представляет собой устройство прогнозирования работоспособности многопараметрических электромеханических систем (ЭМС).The proposed technical solution relates to the field of diagnostic equipment and is a device for predicting the health of multi-parameter electromechanical systems (EMC).

Известен способ диагностирования объекта, состоящего из последовательно соединенных функциональных блоков, охваченных обратными связями, и устройство для его осуществления по авторскому свидетельству SU №1667013 МПК6 G05B 23/02, опубл. 30.07.1991. Устройство для реализации данного способа содержит последовательно соединенные функциональные блоки, в частности группу датчиков допускового контроля, блок вычисления максимума, элемент задержки, блок суммирования, блок преобразования и хранения значений контролируемых параметров состояния объекта, блок ключей, элемент ИЛИ.There is a method of diagnosing an object consisting of series-connected functional blocks covered by feedbacks, and a device for its implementation according to the copyright certificate SU No. 1667013 MPK6 G05B 23/02, publ. 07/30/1991. A device for implementing this method comprises functionally connected function blocks, in particular a group of tolerance control sensors, a maximum calculation unit, a delay element, a summing unit, a conversion and storage unit for the values of the object state parameters being monitored, a key block, an OR element.

Недостаток этого устройства и состоит в том, что оно не содержит соответствующих блоков для прогнозирования параметров состояния объекта.The disadvantage of this device is that it does not contain the appropriate blocks for predicting the state parameters of the object.

Известны также способ диагностирования объектов и устройство для его осуществления (патент РФ №2239869, МПК 6 G07C 11/00, опубл. 2004). Для реализации описанного способа используют устройство для диагностирования объекта, состоящее из блока суммирования, блока преобразования и хранения значений контролируемых параметров состояния объекта, блока ключей, элемента ИЛИ, содержащее, кроме того, блок регистрации времен наработки функциональных блоков контролируемого объекта, блок задания времен ресурса функциональных блоков, генератор тактовых импульсов, блок задания периода следования тактовых импульсов, двух элементов задержки времени, элемент выбора минимального значения разности ресурса и наработки, блок прогнозирования параметров состояния, блок вычисления времени прогноза, блок вычисления текущих времен наработки, блок определения выхода контролируемых параметров за допустимые значения и блок вычисления вероятностей безотказной работы функциональных блоков контролируемого объекта.Also known is a method for diagnosing objects and a device for its implementation (RF patent No. 2239869, IPC 6 G07C 11/00, publ. 2004). To implement the described method, a device for diagnosing an object is used, consisting of a summing unit, a conversion and storage unit for monitoring the state parameters of an object, a block of keys, an OR element, which contains, in addition, a unit for recording operating times of functional blocks of a controlled object, a unit for setting functional resource times blocks, clock generator, block for specifying the period of following clock pulses, two time delay elements, element for selecting the minimum value eniya resource difference and the operating time, the block prediction state parameters calculation block prediction time calculating unit current operating time, the determination unit outputs the controlled parameters for valid values and probability calculating unit uptime functional blocks controlled object.

Основным недостатком этого устройства является отсутствие измерительной системы, то есть набора датчиков, характеризующих объект диагностирования.The main disadvantage of this device is the lack of a measuring system, that is, a set of sensors characterizing the object of diagnosis.

Наиболее близким техническим решением является устройство виброакустической диагностики циклически функционирующих объектов (патент РФ №2239869, МПК 7 G07C 13/00, опубл. 20.12.2005). Устройство виброакустической диагностики циклически функционирующих объектов, включает один или несколько каналов выделения измерительной информации, каждый из которых содержит измерительный тракт контроля виброакустического сигнала, состоящий из последовательно соединенных датчика вибраций и первого регулируемого усилителя, тракт контроля частоты вращения, состоящий из последовательно соединенных датчика частоты вращения и второго регулируемого усилителя, части тракта формирования электрического сигнала, включающего цифроаналоговый преобразователь, программно-управляемый избирательный фильтр на основе резонансных цепей, третий регулируемый усилитель и контроллер, программируемый вычислитель, индикатор и регистрирующее устройство, входы, которых связаны с соответствующими выходами программируемого вычислителя, отличающийся тем, что содержит прогнозирующее устройство, входы блока преобразования и хранения значений каждого из контролируемых параметров, состояния объекта которого соединены с соответствующими выходами трактов контролируемых параметров, входы блока регистрации времени наработки функциональных блоков контролируемого объекта к моменту включения устройства и контролируемого объекта соединены с соответствующими выходами контроллера, входы блока задания времен ресурса функциональных блоков контролируемого объекта соединены с соответствующими выходами контроллера, вход блока задания периода следования тактовых импульсов соединен с соответствующим выходом контроллера, а выходы блока вычисления текущих времен наработки функциональных блоков контролируемого объекта соединены с соответствующими входами контроллера, и в каждый канал выделения измерительной информации введен дополнительный тракт измерения шума функционально законченной и пространственно расположенной в одном месте части блоков контролируемого объекта, состоящий из последовательно соединенных датчика шума и четвертого регулируемого усилителя, а тракт формирования электрического сигнала дополнен бесконтактным коммутатором и регулируемым цифровым фильтром, при этом коммутатор своими входами связан с выходами тракта контроля виброакустического сигнала, тракта контроля частоты вращения, тракта измерения шума части блоков объекта и соответствующим выходом контроллера, выход коммутатора связан с первым входом регулируемого цифрового фильтра, второй вход фильтра связан с выходом третьего регулируемого усилителя, а третий его вход связан с соответствующим выходом контроллера, выход регулируемого цифрового фильтра связан со вторым входом контроллера.The closest technical solution is the device for vibro-acoustic diagnostics of cyclically functioning objects (RF patent No. 2239869, IPC 7 G07C 13/00, publ. 20.12.2005). The device for vibro-acoustic diagnostics of cyclically functioning objects includes one or several channels for extracting measurement information, each of which contains a measuring path for controlling a vibro-acoustic signal, consisting of a series-connected vibration sensor and a first adjustable amplifier, a speed monitoring path, consisting of a series-connected speed sensor and the second adjustable amplifier, part of the path for the formation of an electrical signal, including digital a log converter, a program-controlled selective filter based on resonant circuits, a third adjustable amplifier and controller, a programmable calculator, an indicator and a recording device, inputs that are associated with the corresponding outputs of a programmable computer, characterized in that it contains a predictive device, inputs of the conversion and storage unit the values of each of the monitored parameters, the state of the object of which is connected to the corresponding outputs of the paths of the monitored parameters , the inputs of the unit for recording the operating time of the functional blocks of the controlled object by the time the device and the controlled object are turned on are connected to the corresponding outputs of the controller, the inputs of the unit for setting the time of the resource of the functional blocks of the controlled object are connected to the corresponding outputs of the controller, the input of the block for setting the period of following clock pulses is connected to the corresponding output of the controller , and the outputs of the unit for calculating the current operating hours of the functional blocks of the controlled object connected to the corresponding inputs of the controller, and in each channel for the extraction of measurement information, an additional noise measurement path is introduced functionally complete and spatially located in one place of the blocks of the monitored object, consisting of a noise sensor and a fourth adjustable amplifier connected in series, and the electrical signal generation path is supplemented by a proximity switch and an adjustable digital filter, while the switch with its inputs is connected to the outputs of the control path in the acoustic signal, the speed control path, the noise measurement path of part of the object blocks and the corresponding controller output, the switch output is connected to the first input of the adjustable digital filter, the second filter input is connected to the output of the third adjustable amplifier, and its third input is connected to the corresponding controller output, output An adjustable digital filter is connected to the second input of the controller.

Недостатком наиболее близкого технического решения является невысокая точность прогнозирования, которая может иметь место при прогнозировании ЭМС в условиях неопределенности, описывающих их состояние параметров и при наличии недостатка априорной информации.The disadvantage of the closest technical solution is the low accuracy of forecasting, which can occur when predicting EMC in the face of uncertainty, describing their state of parameters and in the presence of a lack of a priori information.

Задачей предложенного технического решения является повышение достоверности и точности прогнозирования работоспособности, уменьшение погрешности в условиях неопределенности параметров ЭМС и внешней среды и нечувствительностью к недостатку априорной информации.The objective of the proposed technical solution is to increase the reliability and accuracy of predicting performance, reducing the error in the conditions of uncertainty of the EMC and environmental parameters and insensitivity to the lack of a priori information.

Поставленная задача достигается тем, что устройство прогнозирования работоспособности многопараметрических электромеханических систем (ЭМС), содержит измерительный блок, состоящий из блока обработки информации, предназначенного для нормировки входных данных, поступающих от датчиков, и выделения эталонного значения по каждому измеряемому параметру путем получения временных сигналов выходных параметров ЭМС и эталонных массивов выходных сигналов по каждому контролируемому параметру, и программного вычислителя, выполненного из последовательно соединенных процессора, сумматора, квадратора, блока интегрирования, вычислительного блока, предназначенного для нахождения коэффициентов нейросетевых нелинейных операторов и передачи их в нейронную сеть, предназначенную для их тестирования и формирования максимального потенциала, соответствующего прогнозируемому техническому состоянию ЭМС по конкретному измеряемому параметру.The task is achieved in that the device for predicting the health of multi-parameter electromechanical systems (EMC), contains a measuring unit, consisting of an information processing unit designed to normalize the input data from the sensors and allocate a reference value for each measured parameter by obtaining temporary signals of output parameters EMC and reference arrays of output signals for each controlled parameter, and a software calculator made from the last sequences coupled processor, adder, quad, integration unit, a computing unit for finding the coefficients neural nonlinear operators and their transfer to the neural network for their formation testing and the maximum potential corresponding to the predicted maintenance of EMC-specific parameter to be measured.

На Фиг. изображена структурная схема прогнозирования работоспособности многопараметрических электромеханических систем.In FIG. depicts a structural diagram for predicting the health of multi-parameter electromechanical systems.

Устройство прогнозирования работоспособности многопараметрических электромеханических систем 1 содержит измерительный блок 2, состоящий из N датчиков для измерения значений контролируемых параметров ЭМС, выходы которых связаны с входами блока обработки информации 3, выходы которого связаны с входом программного вычислителя 4, состоящего из последовательно соединенных процессора 5, выполняющего функцию разложения входного сигнала полиномами Лежандра, сумматора 6, осуществляющего вычитание из полученных N сигналов N эталонов по каждому измеряемому параметру, квадратора 7, выполняющего команду возведения в квадрат полученной разницы, блока интегрирования 8, осуществляющего интегрирование на интервале наблюдения прогноза каждой из N разностей, и вычислительного блока 9, осуществляющего нахождение соответствующих коэффициентов, выходы которого связаны с входами нейронной сети Кохонена 10, состоящей из каскадного подключения двух слоев распределительного слоя и соревновательного слоя.The device for predicting the health of multi-parameter electromechanical systems 1 contains a measuring unit 2, consisting of N sensors for measuring the values of the controlled parameters of the EMC, the outputs of which are connected to the inputs of the information processing unit 3, the outputs of which are connected to the input of a software computer 4, consisting of a series-connected processor 5, performing the decomposition function of the input signal by Legendre polynomials, adder 6, subtracting from the received N signals N standards for each a measured parameter, a quadrator 7, which executes the squaring of the obtained difference, integration unit 8, which integrates the forecast of each of the N differences on the observation interval, and a computing unit 9, which finds the corresponding coefficients, the outputs of which are connected to the inputs of the Kohonen neural network 10, consisting of from the cascade connection of two layers of the distribution layer and the competitive layer.

Работает устройство прогнозирования работоспособности многопараметрических электромеханических систем следующим образом. Сначала ведут обработку входного массива N измеряемых сигналов ЭМС 1 операторами Лежандра, путем разложения его в ряд по числу входных (измеряемых) параметров, затем вычитание из полученных N сигналов N эталонов, предварительно также преобразованных операторами Лежандра, с последующим возведением в квадрат и интегрированием на интервале наблюдения прогноза каждой из N разностей, и затем, конечную обработку полученных функционалов осуществляют нейронной сетью (НС), представляющей сеть Кохонена 10 с каскадным подключением распределительного слоя и соревновательного слоя, путем выделения наиболее близкого в заданной метрике сигнала, характеризующего прогнозное техническое состояние ЭМС. Прогнозирование работоспособности ЭМС в данном техническом решении происходит путем отнесения временного массива выходных (измеряемых) сигналов ЭМС к определенному классу технических состояний, характеризующих то или иное поведения ЭМС в будущем, путем нейросетевой обработки совокупности измеренных в различные интервалы эксплуатации параметров ЭМС.A device for predicting the operability of multi-parameter electromechanical systems works as follows. First, the input array of N measured EMC signals 1 is processed by Legendre operators by expanding it in a series according to the number of input (measured) parameters, then the N standards, previously also transformed by Legendre operators, are subtracted from the received N signals, followed by squaring and integration over the interval observing the forecast of each of the N differences, and then, the final processing of the obtained functionals is carried out by a neural network (NS) representing the Kohonen network 10 with a cascade distribution and a layer of competitive layer, by providing the closest to a given metric signal indicative of predictive maintenance state EMC. Prediction of EMC operability in this technical solution occurs by assigning a temporary array of output (measured) EMC signals to a certain class of technical conditions characterizing one or another EMC behavior in the future, by neural network processing of the totality of EMC parameters measured at different intervals of operation.

Можно представить выходные параметры ЭМС Z(t) вектором в N - мерном евклидовом пространстве, при этом декартовы координаты конца вектора есть действительные числа z1, z2, …, zn являющиеся признаками технических состояний ЭМС в будущем и входным для прогнозирующего устройства.It is possible to imagine the output parameters of the EMC Z (t) as a vector in an N-dimensional Euclidean space, while the Cartesian coordinates of the end of the vector are real numbers z 1 , z 2 , ..., z n that are signs of future EMC technical states and an input for a predictor.

Решения задачи «работоспособен - неработоспособен» предполагает введение для каждого класса прогнозных состояний эталона (эталонного массива выходных сигналов ZH(t)), под которым можно понимать некоторый средний номинальный массив выходных сигналов соответствующего класса. Тогда сравнение текущего массива сигналов Z(t) с эталонным приведет к определению степени, сходства между вектором полученного прогнозного состояния ЭМС и вектором эталонного (номинального) состояния ЭМС в будущем.The solutions to the “operational - non-operational” problem involves the introduction for each class of forecast states of the standard (the reference array of output signals Z H (t)), which can be understood as some average nominal array of output signals of the corresponding class. Then, comparing the current array of signals Z (t) with the reference one will determine the degree of similarity between the vector of the obtained predicted state of the EMC and the vector of the reference (nominal) state of the EMC in the future.

В качестве отличительной нормы расстояний между двумя точками (координатами концов векторов), которые отображают различные прогнозные технические состояния ЭМС, вводят евклидову норму:

Figure 00000002
, где ZHji - i-я компонента вектора эталона j-го класса; Zi - i-я компонента вектора Z классифицируемого состояния.As a distinguishing norm of the distances between two points (coordinates of the ends of the vectors), which display the various predicted technical states of the EMC, the Euclidean norm is introduced:
Figure 00000002
where Z Hji is the i-th component of the standard vector of the j-th class; Z i is the ith component of the vector Z of the classified state.

А при нейросетевом преобразовании получаем:

Figure 00000003
,And with neural network transformation we get:
Figure 00000003
,

причем все массивы (в том числе и эталонный) подвергнуты одному и тому же НС нелинейному преобразованию. Вид этого преобразования для каждого класса определяют в процессе минимизации расстояния до эталона внутри данного класса и одновременной максимизации расстояния до этого же эталона для массивов остальных классов.moreover, all arrays (including the reference one) are subjected to the same NS nonlinear transformation. The type of this transformation for each class is determined in the process of minimizing the distance to the standard within a given class and simultaneously maximizing the distance to the same standard for arrays of other classes.

Но если наблюдаемые сигналы на периоде основания прогноза не различимы, но приводят к разным прогнозам, то необходимо предварительно ввести преобразование, которое их разделяет, и тогда НС сможет их распознать.But if the observed signals at the base of the forecast are not distinguishable, but lead to different forecasts, then it is necessary to first introduce a transformation that separates them, and then the NS can recognize them.

Условие полной различимости (наблюдаемости) сигналов двух классов («норма - не норма») можно записать в следующем виде:The condition of complete distinguishability (observability) of signals of two classes (“norm - not norm”) can be written in the following form:

Figure 00000004
Figure 00000004

По функционалу J осуществляют нелинейное преобразование, которое предназначено затем для кластеризации слоем Кохонена. Без предварительного преобразования сама классификация невозможна, прогнозы будут неразличимы, т.к. массивы сигналов обоих классов («норма - не норма») будут перемешаны и выделение одного какого-либо класса будет невозможно.According to the functional J, a nonlinear transformation is carried out, which is then intended for clustering by a Kohonen layer. Without preliminary transformation, the classification itself is impossible, forecasts will be indistinguishable, because arrays of signals of both classes (“norm - not norm”) will be mixed and selection of one of any class will be impossible.

Искомые значения элементов нейросетевого оператора φ, т.е. коэффициентов {Ai}, можно получить, взяв производные по Ai, и приравняв их нулю, так как при этом условии элементы множества {Ai} отвечают максимуму различимости векторов признаков двух классов («норма - не норма»).The desired values of the elements of the neural network operator φ, i.e. coefficients {A i } can be obtained by taking derivatives with respect to A i and equating them to zero, since under this condition the elements of the set {A i } correspond to the maximum distinguishability of the feature vectors of two classes (“norm is not norm”).

Для этого, полагая, что все временные массивы измеренных сигналов в виде функций Z(t) после сведения к интервалу нормировки [0, 1] принадлежат к пространству L2 (интегрируемы с квадратом), представим их в виде линейной комбинации (N+1) ортонормированных полиномов, в данном случае, полиномами Лежандра. Такому же разложению подлежит и массив номинальных параметров.For this, assuming that all time arrays of the measured signals in the form of functions Z (t) after reduction to the normalization interval [0, 1] belong to the space L 2 (integrable with a square), we represent them in the form of a linear combination (N + 1) orthonormal polynomials, in this case, Legendre polynomials. The array of nominal parameters is subject to the same decomposition.

На основании вышесказанного и была предложено техническое решение прогнозирования работоспособности многопараметрических ЭМС.Based on the foregoing, a technical solution was proposed for predicting the operability of multi-parameter EMC.

С помощью измерительного блока 2, включающего ряд датчиков (Di, i=1,…N), устанавливаемых в различных точках контролируемого объекта - электромеханической системы 1, контролируемые сигналы поступают с входа блока обработки информации 3, который осуществляет нормировку входных данных и выделения эталонного значения по каждому измеряемому параметру. Это связано с тем, что измеряемые параметры имеют разную физическую размерность, поэтому для того, чтобы нейронная сеть 10 могла производить над ними арифметические и логические действия, их нормируют в блоке обработки информации 3, переходя к безразмерным величинам, представленными числами в диапазоне 0…1. Под эталонным сигналом можно понимать некоторый средний номинальный массив выходных сигналов.Using a measuring unit 2, including a number of sensors (D i , i = 1, ... N), installed at various points of the controlled object - the electromechanical system 1, the controlled signals are received from the input of the information processing unit 3, which normalizes the input data and selects the reference values for each measured parameter. This is due to the fact that the measured parameters have different physical dimensions, therefore, in order for the neural network 10 to perform arithmetic and logical operations on them, they are normalized in the information processing unit 3, passing to dimensionless quantities represented by numbers in the range 0 ... 1 . Under the reference signal can be understood as some average nominal array of output signals.

С выхода блока обработки информации 3 временные сигналы выходных параметров ЭМС Z(t) эталонные массивы выходных сигналов ZH(t) по каждому контролируемому параметру поступают в процессор 5, где осуществляют разложение этих сигналов в ряд операторами Лежандра. Затем в сумматоре 6 производят вычитание из полученных N сигналов N эталонов по каждому измеряемому параметру, потом полученную разность возводят в квадрат в блоке квадратора 7, и затем каждую из N разностей интегрируют на интервале наблюдения прогноза в блоке интегрирования 8.From the output of the information processing unit 3 temporary signals of the output parameters of the EMC Z (t) reference arrays of output signals Z H (t) for each controlled parameter are sent to the processor 5, where they are decomposed into a series of Legendre operators. Then, in adder 6, N standards are subtracted from the received N signals for each measured parameter, then the resulting difference is squared in squared block 7, and then each of the N differences is integrated over the forecast observation interval in integration block 8.

В вычислительном блоке 9, осуществляют нахождение коэффициентов {Ai} из уравнения (1), что равносильно заданию нейросетевых нелинейных операторов {φi},

Figure 00000005
преобразования функций двух классов («норма - не норма») по каждому из N контролируемых параметров ЭМС. Далее полученный массив временных сигналов передают на нейронную сеть Кохонена 10 с каскадным подключением распределительного слоя и соревновательного слоя.In the computing unit 9, the coefficients {A i } are found from equation (1), which is equivalent to setting the neural network nonlinear operators {φ i },
Figure 00000005
transformations of the functions of two classes (“norm - not norm”) for each of the N controlled EMC parameters. Next, the resulting array of temporary signals is transmitted to the Kohonen neural network 10 with a cascade connection of the distribution layer and the competitive layer.

Организация классификации временных рядов по группам или распознавание образа ряда производят с помощью искусственной нейронной сети. Задача распознавания образов состоит в отнесении входного набора данных, представляющих распознаваемый объект, к одному из ранее известных классов. Нейросетевой подход показал свою эффективность при решении плохо формализованных задач распознавания (см., например, Корнеев В.В., Гареев А.Ф., Васютин С.В., Райх В.В. ″Базы данных. Интеллектуальная обработка информации″ - М.: Издатель Молгачева С.В., 2001 г.). Для реализации поставленной задачи применена искусственная НС Кохонена (см., например, C. Amza et. al. TreadMarks: Shared Memory Computing on Networks of Workstation. Computer. Vol.29, No.2, 1996, pp.18-23).Classification of time series by groups or pattern recognition of a series is carried out using an artificial neural network. The task of pattern recognition is to assign the input data set representing the recognizable object to one of the previously known classes. The neural network approach has shown its effectiveness in solving poorly formalized recognition problems (see, for example, Korneev V.V., Gareev A.F., Vasyutin S.V., Raikh V.V. ″ Databases. Intelligent information processing ″ - M .: Publisher Molgacheva S.V., 2001). To achieve this goal, an artificial Kohonen NS was used (see, for example, C. Amza et. Al. TreadMarks: Shared Memory Computing on Networks of Workstation. Computer. Vol.29, No.2, 1996, pp. 18-23).

Практика показывает, что нейронная сеть 10 способна относить сходные образы к одному классу. Тестирование нейронной сети 10 путем подачи на ее входы примеров, позволяет установить: какие примеры нейронная сеть 10 относит к каждому классу, количество классов и комбинации значений выходов, соответствующих каждому классу. В ходе функционирования обученная нейронная сеть 10 при подаче на ее входы очередного входного вектора вырабатывает комбинацию значений выходов, соответствующих классу, к которому нейронная сеть отнесла входной вектор.Practice shows that the neural network 10 is able to attribute similar images to one class. Testing the neural network 10 by supplying examples to its inputs allows us to establish: what examples the neural network 10 relates to each class, the number of classes and combinations of output values corresponding to each class. During operation, a trained neural network 10, upon supplying a next input vector to its inputs, produces a combination of output values corresponding to the class to which the neural network assigned the input vector.

Выход нейронной сети Кохонена 10 формирует максимальный потенциал на том выходе - E, который соответствует прогнозируемому техническому состоянию ЭМС 1 по конкретному измеряемому параметру и определяет, работоспособна или неработоспособна ЭМС через интервал прогноза.The output of the Kohonen neural network 10 forms the maximum potential at that output - E, which corresponds to the predicted technical state of the EMC 1 for a particular measured parameter and determines whether the EMC is operational or inoperative through the forecast interval.

Предложенное устройство может быть реализовано программно-аппаратным способом на основе промышленной базы.The proposed device can be implemented in software and hardware based on an industrial base.

Предложенное устройство прогнозирования работоспособности многопараметрических электромеханических систем отличается достаточной достоверностью и точностью прогнозирования, уменьшая погрешности в условиях неопределенности параметров ЭМС и внешней среды, и нечувствительностью к недостатку априорной информации.The proposed device for predicting the operability of multi-parameter electromechanical systems is characterized by sufficient reliability and accuracy of forecasting, reducing errors in the conditions of uncertainty of the EMC parameters and the external environment, and insensitivity to the lack of a priori information.

Claims (1)

Устройство прогнозирования работоспособности многопараметрических электромеханических систем (ЭМС), содержащее измерительный блок, состоящий из блока обработки информации, предназначенного для нормировки входных данных, поступающих от датчиков, и выделения эталонного значения по каждому измеряемому параметру путем получения временных сигналов выходных параметров ЭМС и эталонных массивов выходных сигналов по каждому контролируемому параметру, и программного вычислителя, выполненного из последовательно соединенных процессора, сумматора, квадратора, блока интегрирования, вычислительного блока, предназначенного для нахождения коэффициентов нейросетевых нелинейных операторов и передачи их в нейронную сеть, предназначенную для их тестирования и формирования максимального потенциала, соответствующего прогнозируемому техническому состоянию ЭМС по конкретному измеряемому параметру.
Figure 00000001
A device for predicting the operability of multi-parameter electromechanical systems (EMCs), comprising a measuring unit consisting of an information processing unit for normalizing input data from sensors and extracting a reference value for each measured parameter by obtaining temporary signals of the output parameters of the EMC and reference arrays of output signals for each monitored parameter, and a software calculator made of series-connected processor Matora, quad, integration unit, a computing unit for finding the coefficients neural nonlinear operators and their transfer to the neural network for their formation testing and the maximum potential corresponding to the predicted maintenance of EMC-specific parameter to be measured.
Figure 00000001
RU2014128003/08U 2014-07-08 2014-07-08 PERFORMANCE FORECASTING DEVICE FOR MULTI-PARAMETER ELECTROMECHANICAL SYSTEMS RU150919U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014128003/08U RU150919U1 (en) 2014-07-08 2014-07-08 PERFORMANCE FORECASTING DEVICE FOR MULTI-PARAMETER ELECTROMECHANICAL SYSTEMS

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014128003/08U RU150919U1 (en) 2014-07-08 2014-07-08 PERFORMANCE FORECASTING DEVICE FOR MULTI-PARAMETER ELECTROMECHANICAL SYSTEMS

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU150919U1 true RU150919U1 (en) 2015-03-10

Family

ID=53293358

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014128003/08U RU150919U1 (en) 2014-07-08 2014-07-08 PERFORMANCE FORECASTING DEVICE FOR MULTI-PARAMETER ELECTROMECHANICAL SYSTEMS

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU150919U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU193607U1 (en) * 2019-05-28 2019-11-06 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина)" A device for controlling an electric drive of an object under the influence of external disturbances based on neural networks

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU193607U1 (en) * 2019-05-28 2019-11-06 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина)" A device for controlling an electric drive of an object under the influence of external disturbances based on neural networks

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11092952B2 (en) Plant abnormality detection method and system
CN111459700B (en) Equipment fault diagnosis method, diagnosis device, diagnosis equipment and storage medium
EP3098681B1 (en) Artificial intelligence based health management of host system
JP6609050B2 (en) Anomalous fusion in temporal causal graphs
US11556121B2 (en) Automated analysis of non-stationary machine performance
CN111767930A (en) Method for detecting abnormal time series data of Internet of things and related equipment thereof
JP2008536219A (en) Diagnosis and prediction method and system
KR20160005094A (en) Quantitative analysis of signal related measurements for trending and pattern recognition
CN112334849B (en) Diagnostic device, diagnostic method, and program
Pang et al. Anomaly detection based on data stream monitoring and prediction with improved Gaussian process regression algorithm
CN112416662A (en) Multi-time series data anomaly detection method and device
US20150012255A1 (en) Clustering based continuous performance prediction and monitoring for semiconductor manufacturing processes using nonparametric bayesian models
CN117111544B (en) Automatic-adaptation building internet of things monitoring method and system
Dietrich et al. Detecting external measurement disturbances based on statistical analysis for smart sensors
RU150919U1 (en) PERFORMANCE FORECASTING DEVICE FOR MULTI-PARAMETER ELECTROMECHANICAL SYSTEMS
Solomentsev et al. Diagnostics programs efficiency analysis in operation system of radioelectronic eguipment
CN111222203B (en) Bearing service life model creation and prediction method thereof
KR20180025447A (en) Method and device for fault detection of manufacturing process based on dynamic time warping and exponentioal penaltu(dtwep)
RU2699685C1 (en) Method of analyzing and monitoring the state of a technical installation comprising a plurality of dynamic systems
Lytvynenko The problem of segmentation of the cyclic random process with a segmental structure and the approaches to its solving
Andersson et al. Sample size prediction for anomaly detection in locks
EP3604195B1 (en) Method, system and computer program product for predicting failure of a noise-emitting apparatus
RU2345492C2 (en) Telecommunication facility diagnostics procedure
Vulfin et al. Neuralbase model for detection and recognition of technological situations within the scope of data mining strategy
CN117349770B (en) Structural health monitoring multi-strain sensor data anomaly detection and repair method

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20150709