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經濟部中央標华局員工消費合作社印製 A 7 B7五、發明説明（】） 〔產業上之利用領域〕 本發明係關於一種路，一般產氣等之 控制系統的診斷，解析方法。又，在本發明中，所謂控制 系統係指語，，輸出_裝置控制器等之 控制機器或藉遙|所控制對象。 〔以往之技術〕 作爲施行控制系統之診斷或解析的裝置之以往例，係 大都藉多數察覺器所構成之系統的察覺器診斷作爲對象， 如記載於文獻「依免疫網路資訊模型的故障診斷」（石田 ，第3次自律分散系統專題討論會，H4年1月），有依 照必然地存在於察覺器彼此間之輸出間的大小關係來特定 異常之察覺器的方法。 又，如記載於日本專利公報特開平5 — 3 5 3 2 9號 ，事先設定察覺器間之相關關係，依據察覺器之輸出是否 —致於該相關，以特定異常之察覺器的方法。又，在日本 專利公報特開平5 - 2 6 6 3 8 2號，記載有藉檢出週期 不相同之兩個以上之檢出部施行異常之檢出，形成容易製 作診斷知識資料庫之方法。又在日本專利公報特開平6 -9 6 0 5 5號，記載有對於時系列資料施以埋入處理之後 ，施行起動顯示解析，維解析，熵解析等之多面的解析， 綜合處理之手法。 〔發明欲解決之課題〕 本紙ί良尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X 297公釐-)4 _ 一 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 ^__ ^93888 A7 _ B7 五、發明説明（2 ) 在上述以往技術有以下之問題。揭示於文獻「依免疫 網路資訊模型之故障診斷」，日本專利公報特開平5— 3 5 3 2號，特開平5 — 2 6 6 3 8 2號的手法，係如察 覺器之時效變化或輸入之位準變化，在察覺器或輸入彼此 間之相關變化故—障時，成爲可特定故障之察覺 器，惟無法對從設備所得到之時系列之信號，無法檢出設 備之’動態變化，或予測處理預測系統故障之危險性的動的 故障。 又，在記載於日本專利公報特平6_ 9 6 0 5 5號之 手法，雖藉綜合性判定可施行檢知時系列信號之特性變化 等的動的故障之診斷，相反地無法檢知察覺器之時效變化 等。又，在上述手法，均無法綜合地判定靜的故障與動的 故障的診斷，解析。 本發明之目的係在於提供一種對從控制系統所獲得之 資料，施行分離診斷察覺器之時效變化等之靜的故障與設 備之應答變化等之動的故障，並將其結果利用於綜合性判 斷的寧制系統之診斷·解析裝檀。 ----—' 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明之其他目的，係在於將分離靜的故障與動的故 障之診斷，選擇性地使用免疫處理，定則基數推論等之資 訊處理手法的控制系統診斷•解析裝置。 本發明之其他目的，係在於提供一種具備對從控制系 統所輸入之資料，藉施行使用多面性手法之解析，以多樣 之形式生成診斷所用之資料的資料解析手段的控制系統之 診斷•解析裝置。 本纸張尺度適用中國國家榇率（CNS ) Λ4規格（210 X 297公餐-)5 - ' ^93888 A7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 B7五、發明説明（3 ) 本發明之其他目的係在於提供一種在儲存正常地動作 控制系統時之狀態，核對此與診斷資料而施行異常之檢出 時，藉設置以資訊之喪失成最小化之形式壓縮資料庫之內 容更新手段，可將資料庫之尺寸經常地保持在適當之規模 的控制系統診斷•解析裝置。 〔解'決課題所用之手段〕 本發明之目的，係一種控制系統之診斷•解析裝置， 饜於具備在控制系統正常地動作時儲存由此所檢出之輸入 資料的正常資料儲存資料庫，及將從該控制系統所存取之 診斷資料與該正常資料儲存資料庫之內容核對的核對手段 ，及依照所核對之結果來判定該控制系統之異常的診斷結 論導出手段的控制系統之診斷•解析裝置，其特徵爲： 該核對手段係具備在每/次输入該診斷資料時與該正 常資料儲存資料之內容核對的第1核對部，及成總對應於 複數之輸入的資料而與該正常資料儲存資料庫之內容核對 的第2核對部； 該診斷結論導出手段係具備以由上述第1核對部所得 到之兩者之不一致程度作爲基礎，診斷應答特性之變化或 控制系之不穩定性程度上所代表之動的故障的動的故障診 斷部，及以由上述第2核對部所得到之輸入的互相關係之 變化程度作爲基礎，診斷在察覺器之時效變化或輸入之位 準樂化上所代表之靜的故障靜的故障診斷部等可達成。 爲了解決以往技術之缺點問題，對控制對象或控制機 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 7 % 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐-)6 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印繁 ^^3888 ΑΊ __Β7_ 五、發明説明（4 ) 器所構成之控制系統所得到之輸入信號適用各種解析手法 ，較理想爲抽出各種特徵量的資料解析手段，儲存控制系 統良好地運作時之資料解析手段之输出的正常資料儲存資 料庫，將在診斷時從控制系統所得到之資料的資料解析手 段之輸出與正常資料儲存資料庫之內容核對的核對手段， 依照核對結果導出診斷結果的診斷結果導出手段。尤其是 ，作爲核對手段，設置在每一次输入獨立地施行核對的第 1核對手段，及成總地核對對應於複數輸入之信號的第2 核對手段，又，作爲診斷結果導出手段係設置使用第1核 對手段之输出來診斷的動的故障診斷部及使用第2核對手 段之輸出來診斷的靜的故障診斷部，例如以定則庫之結論 導出算法構成前者，又，以實行免疫處理之算法構成後者 較理想。 又，作爲資料解析手段，較理想是將算出從控制系統 所得到的時系列信號之分位數維數的信號解析部，算出利 阿普諾夫（Liapanar)指數的信號解析部及算出波率係數 的信號解析部之至少一解析部加入設在施行頻率分析的信 號解析部，算出時系列信號之最大値或最小値的信號解析 部等，將這些結果適當地取捨選擇使用在具備於診斷結果 導出手段的複數之各該資訊處理手段，形成可施行更多方 面的資料解析，也可提高診斷結果之定量性。 又，因具備輸入正常資料儲存資料庫之內容，並將此 壓縮成適當尺寸的內容更新手段，可將資料庫之尺寸保持 在適當之規模。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐-)7 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 A7 293888 B7 五、發明説明（5 ) 〔作用〕 由於在診斷結果導出手段設置動的故障診斷部及靜的 故障診斷部，而由前者可檢出控制對象之應答性變化或將 來之特性變動等，又由後'者可高精度地診斷察覺器之時效 變變化或控制對象之輸出的位準變化，同時也可特定故障 部位’。由此，可將診斷結果成爲定量化。 算出具備在資料解析手段之分位數維數的信號解析部 ，係定量化時系列資料之自己相似性，而由核對手段來判 定是否與正常時之數値一致。一般，分位數維數之上昇係 表示控制對象之動作隨機性有逐漸變大，若控制對象以軋 系統作爲例子時，乃表示厚度或板之張力變動在不久之將 來有超出容許値之可能性。又，若繼續數値比一般時較小 之狀態時，因降低察覺器之追隨特性等之理由，有所檢出 之信號變不快之可能性較高。藉算出時系列資料之分位數 維數，成爲.可檢出如上所述之控制系統的不方便。 同樣地，算出利阿普諾夫指數的信號解析部，係可將 時系列資料之穩定性成爲定量化。穩定地推移控制對象時 ，從時系列資料所算出之利阿普諾夫指數係零或負之數値 。因此，藉將此檢出成爲正之數値，即可檢測控制對象成 爲不穩定之狀態。若控制對象爲軋系統時，同樣地，表示 厚度或板之張力變動在不久之將來有超出容許値之可能性 ，表示若在正之數値時或繼績正之數値時，則有導致板損 壞之虞。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐-)8 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) >衣 訂 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（6 ) 算出波率指數之信號解析部，係以再現其頻率成分與 時間成分之形式壓縮時系列資料。因此，藉核對對應於正 常時之指數的向量與由診斷資料所算出之指數向量，可定 量化控制系統之時間領域的應答與_率傳動特性與正常時 不相同之程度。因此可抽出起因於這些之異常。 又，內容更新手段係將正常資料儲存資料庫之內容作 爲輸_入，並將此量子化成適當之尺寸，且將量子化結果輸 出在正常資料儲存資料庫。或是，由此，控制系統係在正 常地運作時之資料即使隨著時間之經過成爲膨大，也可將 儲存在正常資料儲存資料庫的資料尺寸，經常保持在適當 之規模。 〔實施例〕 以下，依照圖式詳述本發明之實施例。 在第1圖表示由本發明所實現的控制系統之診斷，解 析裝置的構成。控制系統之診斷•解析裝置1 0 0係與網 路1 2 0相連接，並與控制器1 3 1〜1 3 3，1/ 01 4 1〜1 4 3施行信號之授受。控制器1 3丄〜 1 3 3係從包括繼電器1 5 1〜1 5 3 ，引動器1 5 4〜 1 5 6等之各種输入輸出機器的控制對象1 5 0存取信號 ，施行事先程式規劃的控制演算之後，並將結果經由網路 1 2 0 ，1/01 4 1〜1 4 3輸出至控制對象1 5 〇。 控制系統之診斷•解析裝置1 0 0係由：通信介面1 〇 1 ，資料解析手段1 0 2 ’正常資料儲存資料庫1 〇 3，內 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（2I0X297公釐-)9 - --- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

抑3888 A7 B7 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 五、發明説明（7 ) 容更新手段1 (T 4.，核對手段1 G 5，診斷結論導出手段 1 〇 6 ，顯示資料生成手段1 〇 7，操作員操作引導手段 1 0 8，作業條件變更手段1 〇 9，輸出手段1 1 〇及輸 入手段1 1 1等所構成。 首先，簡單地說明整體裝置之動作。 通信介面1 Q 1係將經由網路1 2 0所得到的信號轉 送至資料解析手段1 Q 2，或是將對應於診斷結果所得到 之作業條件之變更方法的信號，經由網路1 2 0轉送至控 制器1 3 1〜1 3 3。在控制系統之診斷•解析裝置 1 〇 〇，係有儲存正常資料的正常資料儲存資料庫構築模 態，及施行存取診斷•解析診斷用之資料的診斷模態。 首先說明正常資料儲存資料庫構築模態之動作。控制 系統之良好運作時，資料解析手段1 〇 2係對於從通信介 面1 〇 1所得到之資料，適用下述之解析手法，並將其結 果輸出至正常資料儲存資料庫1 〇 3。同樣地，在正常資 料儲存資料庫1 0 3，經由通信介面1 〇 1 ，視需要也儲 存從控制對象1 5 0或控制器1 3 1〜1 3 8直接存取之 資料。內容更新手段1 〇 4係視需要，考慮資訊喪失成爲 最小化來壓縮正常資料儲存資料庫1 〇 3之內容。作爲壓 縮之手法係有應用下述之向量量子化算法的手法。同樣地 ，內容更新手段1 0 4係視需要，經由通信介面1 0 1在 從控制對象1 5 0或控制器1 3 1〜1 3 3直接存取之資 料作爲對象適用向量量子化算法，並將量子化之資料輸出 至正常資料儲存資料庫1 〇 3。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（2丨0 X 297公务）1 〇 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 A7 B7____ 五、發明説明（8 ) 以下說明診斷模態之動作。在診斷模態中，資料解析 手段1 0 2係將解析結果輸出至核對手段1 〇 5。核對手 段1 0 5係將所輸入之解析結果與正常資料儲存資料庫核 對，並將解析結果是否與正常時之資料一致，不一致時那 一解析結果有那些程度不一致，輸出至診斷結論導出手段 1 〇 6。核對手段1 0 5係由：將解析結果對複數之各該 輸入’個別地與正常資料儲存資料庫1 0 3之對應內容核對 的第1核對部161 ，及將使用複數之輸入所算出之統計 量的相互相關等之數値，與正常資料儲存資料庫1 0 3之 內容相比較的第2核對部1 6 2等所構成。 診斷結論導出手段1 0 6係依據所輸入之資訊來引導 關於控制系統之診斷的結論。具體而言，係由：依照第1 核對部1 6 1之核對結果，診斷控制對象1 5 0之動態或 應答特性之變化或控制器1 3 1〜1 3 3所施行的控制系 統之不穩定性等之動的故障動的故障診斷部1 6 3，及依 照第2核對部1 6 2之核對結果，施行在察覺器之時效變 化或輸入位準變化所代表之靜的故障之診斷的靜的故障診 斷部1 6 3等所構成。所導出之診斷結果係藉由顯示資料 生成手段1 0 7，使用顯示器等所構成之輸出手段1 1 2 變換成可顯示之資料後，输出至輸出手段1 1 2 ，並將其 內容告知使用者。或是，操作員操作引導手段1 〇 8係從 診斷結果來決定操作員須施行之操作，並將所決定之操作 顯示在輸出手段1 1 2。又，作業條件變更手段1 1 〇係 隨著診斷內容來變更控制系統之構成或生產線之調度，並 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X 297公备）11 - ~~~ (锖先閱讀背面之注意事項再填转本頁)

經濟部中央標準局Μ工消費合作社印製 293888 at ____B7_ 五、發明説明（9 ) 將該結果經由通信介面1 〇 1，網路1 2 0也可向控制器 1 3 1〜1 3 3指示。 以下詳述各部之動作。 在第2圖表示資料解析手段1 〇 2。資料解析手段 1 0 2係由第1信號解析部2 0 1〜第n信號解析部 2 0 3，及解析結果輸出手段2 0 4所構成。第1信號解 析部· 2 0 1〜第η信號解析部2 0 3係對從通信介面 101所得到之信號施行信號解析。解析結果輸出手段 2 0 4係隨著來自輸入手段1 1 1之切換信號，判斷控制 系統之診斷，解析裝置1 0 0之模態爲正常資料儲存資料 庫構築模態或診斷模態，若在正常資料儲存資料庫構築模 態時，則將各解析結果輸出至正常資料儲存資料庫1 〇 3 。又，在診斷模態時則輸出至核對手段1 〇 5。控制系統 之診斷，解析裝置1 0 0也有未具備正常資料儲存資料庫 構築模態與診斷模態之區別的情形。亦即，_面診斷，_ 面儲存正常資料，徐徐地更新正常資料儲存資料庫1 〇 3 而提高診斷精確度之形式使用控制系統之診斷·解析裝g 1 0 0時，解析結果輸出手段2 0 4係將各解析結果輸出 至正常資料儲存資料庫1 0 3與核對手段1 q 5之雙方。 在第3圖表示第1信號解析手段2 0 2施行分位數維 數解析時的算法。在本實施例中，說明解析 X 1 , X 2 , X3 , ...... , X J , ...... Xn ......(數 1 ) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X 297公赘）12 - ' ' ~ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

T d. 訂 經濟部中央標準局員工消费合作杜印製 的3888 ΑΊ _Β7 五、發明説明（10 ) 之時系列信號時作爲例子。首先，在S 3 — 1將使用於解 析之信號數作爲N，設定在計算分位數維數上所必須的最 大信號間隔k。k係在S 3 — 3之處理時被使用，在S 3 一2將信號間隔1<作爲1，在3 3-3計算5(^與 之相差分量的絕對値，將所得到之數値加算在1 〜Ν之所有全領域。例如若k=l ，將相鄰接之信號之相 差分’置之絕對値，相加成爲： D(l)=| X2-X1I +| X3-X2I +...... + | Χν-Χν-ι| ......(數 2) 若k = 2時，施行 0(2)=1 X3_X2| +| X5-X3I +...... + | Xn_Xn-2| ......(數 3) 之計算即可以。在S 3 — 4判定k是否達到k，若k < K ，則在S3 - 5將k之數値僅增加1 ，重複S 2 — 3之處 理。若k=K，則在S3 — 6算出對於i?og (k)之 iog {D(k)/k}之變化率，將該數値作爲分位數 維數DIM。亦即DIM爲 DIM:::log{D(k)/k}/log(k) ......(數 4) 作爲分位數維數之求法有各種方法。在本實施例，作爲這 些中之一種，表示適用槽口之方法之例子，惟也可以使用 本紙張尺度適用中國國家搮準（CNS ) A4規格（210X 297公|) 13 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ί' :衣. 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（u) 其他之手法。檜口之方法係詳述在日本電子資訊通信學會 論文誌Dll ，v〇^，J73-D11 ，Ν0· 4〇又 ’在S — 3之處理，ν不是k之倍數時，則時系列信號中 產生不是解析對象之部分，惟爲了補正這些，也可將適當 處理追加在第3圖之算法。例如N=2 0，k = 7時，則 成爲 D(7)= | Χβ-Χχ I + I Χ15-Χ8 I ……（數 5) 因X 1 6〜χ 2 0之信號從解析對象脫離，惟作爲該 補正，將眞正之D ( 7 )成爲 D(7) = (全信號數）*d(7)/(作爲解析對象之信號數） = 20* D(7 )/15 ……（數 6) 而再計算，施行補正也可以。 在第4圖表示此時的第1信號解析部2 〇 2之输入輸 出信號。信號解析部I係輸入時系列信號X 1〜XN ，將 D I Μ之數値作爲分位數維數，例如以、分位數維數= 1 . 8^之形式，輸出至解析結果输出手段2 0 4。 在第5圖表示第i信號解析部2 0 2施行波率解析時 之算法。在本實施例說明將解析與（數1 )與同樣之時系 列信號時作爲例子。首先，假定時系列信號爲非線形之連 績函數i (t)，在S5 — 1將此在基底函數？jk(t) 本紙張尺度適用中國國家樣準（CNS ) A4規格（210X297公资) 14 - ------J_丨-!,衣！ * (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、-° ^ A7 ^^3888 B7 五、發明説明（12 ) 之線形結合相近似。π ^係對應於各基底函數t ) 之常係數。然後，將在S 5 — 2之數値輸出至解析結果輸 出手段2 0 4。一般基底函數係形成以下之形式。 ^ jk( t) = a〇j/2 · Ψ (a〇j(t-kb〇/a〇j)) ……（數7) 作爲Ψ ( t )可能有各種，若使用稱爲哈爾基底之不連 續函數時 ' 1 (0^ t<l/2) ^ (t) = · -1 (1/2^ t<l) ……（數 8) .0 (else) 及作爲a。= 2 ，b。=1所得到。將f (t )以這種基 底函數之線形結合表現之後，在S 5 - 2 ，將a 之數値 輸出至解析結果輸出手段2 0 4。 在第6圖表示此時之第1信號解析部2 0 2之輸入輸 出信號。信號解析部i係輸入時系列信號XI〜Χπ ，而 將a ^〜a 之數値作爲波率係數，輸出至解析結果輸出 手段2 0 4。 在第7圖表示第1信號解析手段2 0 2施行求得利阿 普諾夫指數時的算法，在本實施例說明將解析與（數1 ) 同樣之時系列信號時爲例子。首先，在S 7 — 1對時系列 信號施行埋入處理，生成再構成向量列。一般稱埋入乃對 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（ 210X 297公|)15 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 装. -9 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 293888 A7 B7 五、發明説明（13 ) 於如所作（數1 )之時系列信號， X ' ...... …-j τ，……，x N-(m-l) τ Ν' Ν- ΧΝ-1=(χ(Ν-1)·Χ(Ν-ΐ)-τ.……

X Ν-2' (Ν-2)，χ (Ν-2)-τ χ (N-l)-(m-l) χ (Ν-2)-(m-1) .Xt=(xt，xt-T’……，、十， t-(m-1) 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 X : η 之m維 理者。 有相當 種方法 混亂」 學出版 在m小 値，將 之數値 構成m D F ( X‘= (f ‘ 數之向量 r係對應 於延遲時 被提案之 (合原編 局，1 9 之領域與 隨著m之 的方法有 維數之向 X t )， (以下 於延遲 間的樣 階段， ，第3 9 3) 埋入維 增大而 被提案 量施行 亦即， A n- (tn-1) x 再構成向量） 自然數，在（ 對於r之數値 作爲一例表示在「神 9 1 〜1 2 4 對於埋入維數 數一起比例地增加的 飽和時之m數値設成 。利阿普諾夫指數係 。在S 7 - 2 ，以以 將再構成向量 ，稱爲 時間之 本數

章，P t-j 又 (m-1) 予以再 數9 ) 之設定 經網路 ，東京 m之決 相關維 最終埋 如上述 下之順 …（数9 ) 構成處 時設定 法有各 系統之 電氣大 定法， 數之數 入維數 對於再 序算出 (数 1 0 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

T 士衣. 訂 映像在 的非線形映像定義作爲Ft 。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公«·) 16 - ^^3888 a? ___B7 五、發明説明（U ) xt+l~ U t+r ξ (t+l)-r · ......’ €(t+l)-jr’ ......，δ (t+l)-(Di-l) τ ) ...(数 1 1 ) 此時，將X t之微小變位作爲d X t ，藉由使用泰勒展開 之線形近似，得到 5Xul=DF(Xt)5Xt ...(数 12) 式中DF (Xt )係表示在Xt之Ft之雅可比（J-acotian)行列。亦即，將Ft之第i成分作爲Fi ，並 將Xt之第j成分作爲Xj (=ft —jT)時，爲 DFij=(5 F/SX」·)·， …（数 1 3) 然後，在S7 — 3 ，藉由 D FN= D F (xN-1) D F (xN_2)……DF(x〇) ...(数 1 4 ) 計算DFN。在S5 — 4，使用行列DFN之固定値 σ i ( N )，算出， λ . = 1 im ( 1 / N ) log | σ.(Ν)| …（数 15) 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) WAi之最大値與利阿普諾夫指數相對應。算出方法之詳 細記載於「混亂時系列解析」（池口 *混亂理論與其應用 討論會'講習會敎科書：（股份）總合技術中心討論會事 業部主辦）等之文獻。作爲函數Ft之定義較難時的雅可 比之算出法有Sano & Sawada之方法，詳細係記載於Phys. Rev. Lett., 55， 1082-1085 (1985)。 在第8圖表示此時之第1信號解析部2 0 2之輸入输 出信號。信號解析部i係輸入時系列信號Xi〜Xn ，並 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) Α4規格（210X297公奢）17 - 2^3888 ΑΊ ___Β7 五、發明説明（15 ) 將λ i之最大値作爲利阿普諾夫指數，以如、利阿普諾夫 指數=1 . 1’之形態，輸出至解析結果輸出手段2 〇 4 〇 在第9圖表示正常資料儲存手段1 〇 3之構成。對於 控制對象1 5 0之察覺器1 5 1〜1 5 3或引動器1 5 4 〜1 5 6之輸出，對應於控制器1 3 1〜1 3 3之算出之 操作’量等的各輸入，來自資料解析手段1 〇 2之輸出値及 從通信介面1 0 1所存取之數値，儲存於例如圖示。作爲 內容，除了生資料之外，視需要儲存有分位數維數或波率 係數，利阿普諾夫指數，作爲輸入可得到之最大値或最小 値，由FFT所算出之頻率成分等。對於分位數維數等， 每一次儲存所輸入之數値也可以，惟如第9圖，儲存所得 到之數値的變域以便壓縮資料量較實用。又，在本實施例 中，資料解析手段1 〇 2表示解析時系列資料之例子，惟 也可解析空間系列等之其他系列資料。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在第1 0圖表示內容更新手段1 0 4之構成。內容更 新手段1 0 4係將正常資料儲存資料庫1 0 3施行壓縮成 以最小化資訊之喪失形式所決定之尺寸的處理。在此作爲 一例子，表示由量子化網路1 0 0 1及量子化算法 1 〇 〇 2所成時的實施例。在本實施例中，將儲存於表示 在第9圖之正常資料儲存資料庫1 〇 3之絕對値項目的Μ 個資料，量子化成將此良好地代表之Ρ個資料（Ρ<Μ) 時爲例子加以說明。量子化網路1 0 0 1係由：存取1〜 η之輸入神經1 〇 〇 5及輸出常數之閾値神經1 0 0 6所 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐) 18 - 經濟部中央標举局負工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（16 ) 成的輸入層1 〇 〇 3 ，及P個量子化神經1 〇 〇 7所成的 量子化神經網路層1 0 0 4 ，以及在輸入層1 〇 〇 3與量 子化神經層1 0 0 4之間傳動信號的突觸1 〇 〇 8等所構 成。輸入神經1 0 0 5係直接輸出所輸入的信號數値，而 量子化神經1 0 0 7係隨著所結合之突觸1 0 〇 8之突觸 負載，輸出施行表示於次式所演算之結果。 n + l 〇j= Σ W, j - I , …（数 16) i =1 量子化算法1 Ο Ο 2，係將输入依次輸入至量子化神 經網路1 0 0 1 ，對於輸出爲最大之量子化神經所對應的 輸入再向輸出大數値方向來更新突觸負載之加權。 在第1 1圖表示量子化算法1 0 0 2所實行之算法。 首先，在S 1 1 — 1 ，從正常資料儲存資料庫1 〇 3抽出 資料，輸入至量子化網路1 Ο Ο 1。若爲懕縮第9圖之絕 對値時，則依次輸入（0 . 1584 ，0 2681 ， 0.6951，......，0.2544) ， (0.0369 ，0.3281，0.5577，......，0.9852) 之資料之組合。然後，在S 1 1- 2，對於各量子化神經 1 〇 〇 7施行依據（數1 6 )之演算，算出輸出値〇1〜 〇 Ρ 。在S1 1_3 ，檢出〇1〜On中之最大値。若 0」爲最大時，則更新連結量子化神經j與輸入層 1 0 〇 3之神經的突觸之負載Wu〜Wdi。對於對應於 輸入神經1 0 〇 5的突觸負載之Wu〜Wnj，係藉（數 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X297公廣·）19 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 装. 訂 A7 29388^ B7 五、發明説明（17 ) 1 7 )計算新數値，又對於對應於閩値神經1 0 〇 6的突 觸負載Wn + a.j ，係藉（數18)計算新數値。 =Wj j + α - ( I , -W , J ) ( i = 1, ......, Γ»)…（数 17) = /2 …(数 18) ’式中，Wu，Wn + U係分別對應於更新後之輸入神 經，閾値神經的突觸負載値，而π爲常數。 突觸負載之更新式，係只要與增大向量（W 1 j，…… ，Wnj)與向量（II ，……，In )之類似度之處理相 對應即可，這種更新式係除了（數17)，（數18)之 外還有幾種。在S11-5判定處理之結束。結束係重複 S 1 1 — 1〜S 1 1 — 4—定次數來判定也可以，或是對 應於從正常資料儲存資料庫1 0 3所抽出的資料組合的突 觸負載之更新量，均成爲一定値以下來判定也可以。在未 結束處理時回復至S 1 1 — 1 ，依次抽出資料之組合，重 複同樣之處理。 當結束以上之處理時，儲存在正常資料儲存資料庫 1 0 3之Μ個之一組資料，成爲以P個之量子化神經之突 觸負載所代表者。然後，在SI 1 - 6 ，將對應於ρ個之 置子化神經的突觸負載 (wn- w2r …….wnl) (W12> W22·…….w.nl2) (wip> W2p·……，Wnp) …（数 1 9) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X 297公I )20二 ~ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) Λ衣· 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 2^3888 A7 __B7____ 五、發明説明（18 ) 藉複印在正常資料儲存資料庫1 0 3，可將Μ個資料以代 表此之少數資料（Ρ個）來代表，並壓縮內容，由此，可 適當地保持記憶體尺寸。 在本實施例，內容更新手段1 0 4係將事先儲存在正 常資料儲存資料庫1 0 3之資料作爲對象施行量子化，並 將其結果，藉複印在正常資料儲存資料庫1 0 3施行內容 之更’新，惟從通信介面1 0 1直接存取在時系列所得到之 輸入，並將量子化結果輸出至正常資料儲存資料庫1 0 3 ，依次更新內容之方法也可以。 在第1 2圖表示核對手段1 〇 5所實行之算法。 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在本實施例，該算法係控制系統之診斷•解析裝置 1 〇 0之模態在診斷模態時實行。首先，表示算出輸出於 動的故障診斷部1 6 3之核對結果的第1核對部1 6 1所 實行之算法。又，在動的故障診斷部1 6 3所必須之核對 結果，爲絕對値，分位數維數，波率係數，利阿普諾夫指 數，頻率成分等時加以表示，最初，在S12—1 ，從資 料解析手段1 0 2存取解析結果。在S 1 2 — 2 ,將各該 解析結果在每一參數時與正常資料儲存資料庫1 〇 3之內 容核對，特定與正常資料不一致之參數。關於絕對値，係 對於作爲診斷資料所存取之輸入的組合，在儲存於正常資 料儲存資料庫1 0 3之Μ個資料的組合中，以空間距離等 評價並抽出最類似者，若兩者之類似度在一定値以下時， 判斷爲與正常資料不一致即可以。若以空間距離判定類似 度R時’空間距離愈小則類似度，r係成爲較大値。在診 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210χ 297公舍）21 - A7 ____B7 _五、發明説明（19 ) 斷資料爲（aa > a 2 ...... am )，在正常資料儲存資料 庫10 3中與診斷資料最類似之資料爲（bl ，b2，... …，bm )時，將這些之類似度R定義爲與空間距離成反 比例，則以（數2 0 )表示， R= 1 /(a.- b J2+ (a 0- b J2 + (数 2 0) 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 '式中 常，可判 係數，利 藉診斷資 超過最大 易判定是 輸出至診 在第 號。包括 從資料解 資料，與 如圖所示 在圖之情 比正常時 時表示大 在第 部1 6 2 時之例子 R愈大則表 定R値是否 阿普諾夫指 料是否在視 値，最小値 否與正常資 斷結論導出 1 3圖表示 於核對手段 析手段1 0 正常資料儲 之診斷結果 形，係輸入 之數値大2 1.1° 1 4圖表示 ，算出輸出 ，第2核對 示兩個資料相類似，診斷資料是否正 一定値以上。對於分位數維數或波率 數，最大，最小値，頻率成分等，係 作爲正常資料之階級範圍內，或是否 ，或是頻率成分是否一致等，即可容 料一致。在S 1 2 — 3，將診斷結果 手段1 0 6。 此時之核對手段1 0 5之输入輸出信 1 0 5之第1核對部1 6 1 ，係輸入 2及通信介面1〇1直接存取之診斷 存資料庫1 〇 3之內容核對之後，將 ，輸出至診斷結論導出手段1 〇 6。 η係正常，惟在輸入1係分位數維數 • 1，又，利阿普諾夫指數也比正常 以包括於核對手段1 0 5之第2核對 在靜的故障診斷部1 6 4之核對結果 部1 6 2係算出對應於複數之輸入互 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) Α4規格（210Χ 297公楚>)22 - I---------裝— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 293888 B7 五、發明説明（20 ) 相的異常度之數値，惟在本實施例，係表示直接使用各輸 入之數値，定量化核對結果（以下，稱爲異常度）之例子 。一組輸入爲輸入1與輸入2時，則對應於输入之一組之 異常度，係指從輸入1觀看輸入2是否某程度良好地運作 ，或相反地從輸入2觀看輸入1是否某程度良好地運作施 以互相診斷之結果，該値以以下之算法使之定量化。首先 ，在’S 1 4-1，經由資料解析手段1 0 2，存取各输入 値。然後，在S 1 4 — 2，在每一組輸入時，與正常資料 儲存資料庫1 0 3所對應之一組資料核對該値。正常資料 儲存資料庫1 0 3，儲存有正常時之各狀態之輸入的複數 絕對値。在S1 4 - 3，這些中，在各輸入之一組抽出最 類似之一組。依據在S14_4所抽出之一組與所輸入之 一組的距離，來檢出察覺器輸出之異常度。假設將輸入1 與2之一組的數値作爲（X，Y)，而將最類似於包括在 正常資料儲存資料庫1 0 3之（X，Υ)之一組作爲（ W X ，Wy )時，異常度U之數値係例如以（數2 1) 來計算。 U=f {(X-W )2+ (Y-W )ζ-β) ··.(数 21) X y 但是 f(x)=x (X 2： 0) 0; (x<0)、 式中係偏移値，（Χ，γ)從（wx ，Wy )位在半徑 /?之內側，U係成爲0 ，輸入1與2係互相判定爲正常。 (X，Y)&(Wx ，Wy )位在手徑/3之外側時，U係 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210X 297公务）23 · ------_——装！ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁.) 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 2^3888 A7 __B7 五、發明説明（21 ) 成爲隨著（X，Y)與（Wx ，wy )之距離的數値，u 愈大則對應於互相判定爲異常之程度較大。在s 1 4 — 5 ，是否結束關於所有輸入之一組的處理，來判定算法之結 束。在未結束處理時，關於未處理之一組輸入重複s 1 4 —2〜S 1 4 — 4之處理。藉第1 4圖之算法，使用U値 定量化對應於各輸入之一組的異常度。 ’在第1 5圖表示此時之核對手段1 〇 5之輸入輸出信 號。包括於核對手段1 0 5之第2核對部1 6 2，係從通 信介面1 0 1直接存取診斷資料，與正常資料儲存資料庫 1 0 3之內容核對之後，將如圖所示之診斷結果，輸出至 診斷結論導出手段1 0 6。在圖之情形，輸入1與2之間 的關係正常，惟输入1與3之關係表示與正常時不相同。 結果，係表示在输入1與輸入3之任一輸入有產生異常之 可能性。 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在第1 6圖表示診斷結論導出手段1 0 6之動的故障 診斷部1 6 3以定則庫之處理導出結論時之實施例。診斷 結論導出手段1 0 6係由推論部1 6 0 1與診斷結論導出 定則1 6 0 2所構成。推論部1 6 0 1係在通路1 ，輸入 以核對手段1 0 5所得到之診斷結果，關於與正常時不同 之部分在通路2檢索診斷結論導出定則1 6 0 2之相當的 IF部。在圖之情形，依照輸入1之利阿普諾夫指數與分 位數維數之數値，得到「有板損壞之虞」之結論。在通路 3，推論部1 6 0 1係引導推論結果，在通路4輸出診斷 之結論。結論係藉控制系統之診斷•解析裝置1 〇 〇 〇所 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公奢）24 · 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 A 7 B7 五、發明説明（22 ) 適用之對象有「化學反應速度有超過臨界値之虞」（診斷 化學設備之情形），「有氣體爆發之‘虞」（診斷氣體生成 設備之情形）等各種。其他，依照診斷資料之分位數維數 之數値降低至正常時以下，結論爲降低所對應之察覺器之 應答性，從波率指數之數値變化檢出突發性非週期之輸入 變動，並以此作依據有診斷結論爲軋材料之咬進不良，或 結論沒有設備之局部性欠失。 診斷之結論係傳送至顯示資料生成手段1 〇 7，操作 員操作引導手段1 0 8及操作條件變更手段1 0 9。在顯 示資料生成手段1 0 7，係將診斷之結論變換成可用顯示 器等所構成的輸出手段11〇顯示之資料，而在输出手段 1 1 0顯示結果。 以下，表示診斷結論導出手段1 〇 6之靜的故障診斷 部1 6 4 ，藉免疫處理施行位在故障狀態之輸入之特定情 形的實施例。免疫處理係依照各輸入互相之關係，判定是 否互相正常地動作之後，綜合地判斷這種局部性之診斷資 訊，是否有故障狀態之輸入，若有時，則特定故障狀態之 輸入是那一種。 第1 7圖係表示此時之靜的故障診斷部1 6 4之構成 。在本實施例中，診斷結論導出手段1 0 6係由診斷網路 1 7 0 1及診斷算法1 7 0 2所構成。診斷網路1 7 0 1 係由對應於各輸入之單元1 7 0 3及結合各單元之突觸 1 7 0 4所構成。各單元之數値(k = l ，……,n )係表示對應之輸入的可靠性，例如輸出正常値之狀態定 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公發) 25 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂 A7 293888 B7 五、發明説明（23 ) 義爲Rk =1 ，而輸入不正常數値之狀態定義爲Rk =〇 。又，配置於突觸之ω ^係依照對應於一組输入i與输Λ j之異常度U，以例如（數2 2 )施行計算。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} ·..(数 22)』 式中 g (x)= / ; X (x>- 1) ί \τ1 (χ<-ι) 7*係常數 依照（數2 2 )之演算時，在認定爲輸入i與輸入j 互相正常地運作時，爲1 ，隨著異常度之增大， 爲減少。異常度比某一定値大時則成爲1之飽和 之數値。在第17圖中，對應於在第15圖以正常資料儲 存資料庫1 0 3所定義作爲輸入之一組的兩個輸入的單元 彼此間係更換突觸，若不是單元間的突觸係省略，或作爲 ω ij設定爲0。對應於更換突觸之單元的兩個輸入，係在 正常狀態下，與具有相關關係相對應。 經濟部中央標準局員工消f合作社印製 在第1 8圖表示施行診斷算法1 7 0 2之處理。首先 ，在S 1 8 — 1 ，對於各察覺器之一組存取第2核對部 1 6 2之演算結果的u値，依照（數2 2 )算出ω,』，配 置在各突觸。然後，在S 1 8 — 2算出單元之Rk的初期 値。因也可將所有正常時作爲初期値，因此在此時作爲 R i = 1 (i=i ，……，η)即可以。又，也可以隨機 式配置1與0。在S 18 — 3，向減少診斷網路之能量之 方向施行更新單元値之處理。以（數2 3 )可計算網路之 能置Ε。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公慶·）26 - B7 五、發明説明（24 )

Ε=-(ι/2) Σ Σ ω . . * R . R i = 1 j = 1 +(1/2) (ς{ + …(数 23)1 式中 ω , , = 0 ( i = 1，......，η ) 在S 1 8 - 3 ，抽出一單元，反轉所抽出之單元値， 調査’（數2 3 )之數値。在減少E値時，成爲仍然反轉單 元之數値，而在增加E時，則將單元之反轉成爲無效而施 行恢復成原來之處理。在S 1 8 - 4判斷診斷網路之會聚 ，在施以會聚時則結束算法。判定會聚，一般係即使反轉 任何單元以不減少能量之狀態下判斷之方法。又，以適當 之試行次數即停止演算也可以。在S18—4判定爲網路 未會聚時，則重複S 1 8 _ 3之處理。在網路會聚之後， 在S18—5輸出診斷之結論。作爲單元之數値的更新方 法除了依（數2 3 )之方法之外，作爲與此等效之處理， 有檢出以（數2 4 )所表示之E+ ( i )之數値的編碼之 後以便是否決定反轉單元i之數値的方法。 經濟部中央標準局員工消费合作社印裝 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) Ε + (ί)=Σ ω.,Β, + Σ w,jRj—(1/2) 2 (ω-j + l) j=i J=i J=1 、- …（数2 4) 亦即，抽出單元i之後計算（數2 4)，若E+(i )爲正，則Ri = l (單元i係正常），若E+(i)爲 負，則判定爲R i = 〇。若E + ( i )爲〇 ，則沿襲現狀 之E + ( i )之數値。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公务）27 - 203888 A7 A7 _B7_ 五、發明説明（25 ) 在靜的故障診斷部1 6 4 ，藉會聚第1 8圖之算法之 狀態所得到之診斷結果，可檢出如輸入察覺器之時效變化 之單獨核對各輸入較難檢出之故障，也可特定故障察覺器 。在本實施例中，對應於R丨=1之單元的輸入係診斷爲 正常，而對應於R i == 0之輸入係診斷爲異常。在本實施 例，將R i之數値定義爲1或0，將輸入之可靠性分類爲 正幣或異常之兩類，惟也可以將R i作爲0〜1之連續性 値，使用相對性之R i之大小而特定最高可靠性之察覺器 或故障之高可能性之察覺器的方法。又，作爲實現靜的故 障診斷部1 6 4的其他手法也可考量實現動的故障診斷部 2 6 3同樣地施行定則庫處理。 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 -1- I ——I— I 1 1^1 - —111 1 - .....1『 - - I n^i n^i — —^^1、一OJ *- -(請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 診斷結果導出手段1 0 6之診斷結果，係藉輸入手段 110告知使用者。作爲被告知之內容，在輸出手段 1 1 0爲顯示器時，有是否具異常，發生異常之輸入號碼 等。又，输出手段110爲警報燈時，則點亮對應之燈。 輸入異常之檢出，係視需要反映至作業條件之變更。若輸 入爲察覺器之輸出時，則停止對應於相當之察覺器的機器 之動作，或是經由通信介面101將察覺器之數値施以無 效化之處理，或是將輸入値切換於觀察者而繼續控制之處 理等，輸出至控制器1 3 1〜1 3 3。 藉由併設如上所述之動的故障診斷部1 6 3與靜的故 障診斷部1 6 4之構成，控制系統之診斷•解析裝置 1 0 0係可施行多種類之解析，而且可成爲最大限活用爲 了診斷所得到之資訊的結論之導出。 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) Λ4規格（210X297公务）28 - 293888 A7 __B7 五、發明説明（26 ) 在第1 9圖表示操作員操作引導手段1 〇 8之構成。 同樣地，表示以定則庫之處理導出引導內容時之實施例。 操作員操作引導手段1 0 8係由：制導導出手段1 9 0 1 及操作員操作定則1 9 0 2所構成。制導導出手段 1 9 0 1係在通路1输入診斷之結論，而在通路2找尋操 作員操作定則1 9 0 2相當之I F部。在圖時，對應於「 有板損壞之虞」，得到「須降低輥速」之制導。在通路3 ，制導導出手段1 9 0 1係導出制導結果，而在通路4， 將此輸出至输出手段1 1 0。在輸出手段1 1 〇係將如圖 示之制導顯示在顯示器，或點亮所對應之簪報燈。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 1^1 —^n if - i - m^i J.*ml ^^^1 ml nn ^ Jr J -¾ i (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在第2 0圖表示作業條件變更手段1 〇 9之構成。同 樣地，表示以定則庫之處理導出作業條件之變更內容時的 實施件。作業條件變更手段1 0 9係由：作業條件變更內 容決定手段2 0 0 1及作業繼績運轉定則2 0 0 2所構成 。作業條件變更內容決定手段2 0 0 1係在通路1輸入由 診斷結論導出手段1 0 6之診斷的結論，在通路2找尋作 業繼續運轉定則2 0 0 2相當之I F部。在圖時，可知對 應於「有板損壞之虞」，施以「降低對輥之速度指令」， 繼績施行作業之情形。在通路3，作業條件變更內容決定 手段2 0 0 1係引導作業條件變更之內容，而在通路4 ， 將此輸出至通信介面1 0 1及輸出手段1 1 0。通信介面 1 0 1係經由網路1 2 0，在對應之控制器發送對應於作 業條件變更內容的信號。本實施例時，係指示減少輥之速 度指令。輸出手段1 1 0 ，係視需要也可將如圖示之制導 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公發·）29 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（27 ) 顯示在顯示器。 在本實施例中，詳述診斷結論導出手段1 0 6之動的 故障診斷部1 6 3實行定則庫之處理的情形，惟將核對結 果作爲輸入，並將診斷結果作爲輸出的多層神經網等之手 法所構成也可以。同樣地，操作員操作引導手段1 0 8及 作業條件變更手段1 0 9，係將診斷之結論作爲輸入，而 將操‘作員之操作內容及作業條件之變更內容作爲輸出的多 層神經網所構成也可以。 又，在本實施例，正常資料儲存資料庫1 0 3 ，係由 資料解析手段及通信介面之輸出自動地構築之構成，惟也 以從輸入手段111使用者施以輸入之構成也可以。又， 使用輸入手段111使用者修正正常資料儲存資料庫 1 〇 3之內容一部分的構成也可以。 〔發明之效果〕 依照本發明，首先，藉靜的故障與動的故障地分離實 行診斷之結論導出，故障之原因成爲可特定是否依控制對 象之動態變化或狀態之不穩定性之動的故障所產生者，或 是是否依察覺器之時效變化或輸入値之位準變化的靜的故 障所產生者，成爲可得到更定量性之診斷結果。又，作爲 診斷靜的故障之診斷手段，可由具備實行免疫處理的算法 ，關於特定靜的故障之故障部位，也可以實行此。 又，在生成診斷所用之資料的資料解析手段，具備複 數信號解析手段，可形成多種之信號解析。尤其是，作爲 本紙張尺度逋用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X 297公I) 30 - ---------；--叫装-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 393888 A7 B7 五、發明説明（28 ) 信號解析手段之內容，算出從設備所得到之時系列信號之 分位數維數的信號解析部及算出利阿普諾夫指數的信號解 析部及算出波率係數的信號解析部之至少一種，又具備在 實行頻率分析的信號解析部，算出時系列信號之最大値或 最小値的信號解析部等，適用於軋設備作爲例子，厚度或 板之張力變動可診斷不久之將來超出容許値之可能性或降 低察覺器之追隨特性，以及板損壞之危險性。又，可定量 化在設備之時間領域之應答與頻率傳達特性的來自正常時 之差別，並可抽出起因於這些之異常。 又具備以最小化資訊之喪失之形式壓縮正常資料儲存 資料庫之內容的內容更新手段，可將資料庫之尺寸保持在 適當之規模。 〔圖式之簡單說明〕 第1圖係表示本發明之實施例的控制系統之診斷，解 析裝置的構成圖， 第2圖係表示資料解析手段的構成圖， 第3圖係表示信號解析部所實行之算法的圖式， 第4圖係表示信號解析部之輸入輸出信號的圖式， 第5圖係表示信號解析部所實行之算法的圖式， 第6圖係表示信號解析部之輸入輸出信號的圖式， 第7圇係表示信號解析部所實行之算法的圖式， 第8圇係表示信號解析部之輸入輸出信號的圖式， 第9圖係表示正常資料儲存資料庫的構成圖， 本紙張尺度適用中國國家榡準（CNS ) A4规格（210 X 297公务）31 _ "' ----------"'·裝-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（29 ) 第1 0圖係表示內容更新手段的構成圖， 第11圖係表示量子化算法的處理內容圖， 第1 2圖係表示核對手段之處理算法的圖式， 第1 3圖係表示核對手段之输入輸出信號的圖式， 第1 4圖係表示核對手段之處理算法的圖式， 第1 5圖係表示正常資料儲存資料庫的構成圖， •第1 6圖係表示診斷結論導出手段之輸入輸出信號的 圖式， 第17圖係表示以診斷結論導出手段實行免疫處理時 的構成圖， 第1 8圖係表示依免疫網路之診斷算法的圖式， 第1 9圖係表示操作員操作引導手段的構成圖， 第2 0圖係表示作業條件變更手段的構成圖。 〔記號之說明〕 1 0 0 :控制系統之診斷.解析裝置，1 〇 2 :資料 解析手段，1 0 3 :正常資料儲存資料庫，1 〇 4 :內容 更新手段，1 0 5 :核對手段，1 〇 6 :診斷結論導出手 段，1 0 8 :操作員操作引導手段，1 〇 9 :作業條件變 更手段，1 1 0 :輸出手段，1 1 1 :輸入手段，1 50 :控制對象，1 6 1 :第1核對部，1 6 2 :第2核對部 ，1 6 3 :動的故障診斷部，〗6 4 :靜的故障診斷部， 1 0 0 1 :量子化網路，1 〇 〇 2 :量子化算法， 1 6 0 2 :診斷結論導出定則，1 7 0 1 :診斷網路， 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公务）32 - ____；__:__M-在_______T 0 ' (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（30 ) 1 7 0 2 :診斷算法，1 9 0 2 :操作員操作定則， 2 0 0 2 :作業繼績運轉定則。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公务）33 - ^^1 i tm* ^^^1 ^^^1 (m n>^ nn 1^1 ml HI ml V， f 秀 、\'吞 嶙 一 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

Claims (1)

1. 穴、申請專利乾圍 經濟部中央棟半扃貝工消费合作社印裝 第84 1 04072號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國85年9月修正 1·一種控制系統之診斷•解析裝置，屬於具備在控 制系統正常地動作時儲存由此所檢出之輸入資料的正常資 料儲存資料庫，及將從該控制系統所存取之診斷資料與該 正常資料儲存資料庫之內容核對的核對手段，及依照所核 對之結果來判定該控制系統之異常的診斷結論導出手段的 控制系統之診斷•解析裝置，其特徵爲： 該控制對象係具備在每一次輸入該診斷資料時與該正 常資料儲存資料之內容核對的第1核對部，及或總對應於 複數之輸入的資料而與該正常資料儲存資料庫之內容核對 的第2核對部： 該診斷結論導出手段係具備以由上述第1核對部所得 到之兩者之不一致程度作爲基礎，診斷應答特性之變化或 控制系之不穩定性程度上所代表之動的故障的動的故障診 斷部，及以由上述第2核對部所得到之输入的互相關係之 變化程度作爲基礎，診斷在察覺器之時效變化或輸入之位 準變化上所代表之靜的故障的靜的故障診斷部等。 2 .如申請專利範圍第1項所述的控制系統之診斷， 解析裝置，其中，上述診斷結論導出手段係具備：儲有核* 對結果與診斷結論之對應的診斷結論導出定則，及檢索該 診斷結論導出定則而引導診斷結果的推論部等。 3 .如申請專利範圍第1項所述的控制系統之診斷， 本紙張尺度逋用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐)~' <靖先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝· 訂 經濟部中央搮準局®;工消費合作社印袈 A8 B8 C8 D8六、申請專利範圍 ~ 解析裝置，其中，上述診斷結論導出手段係具備對應於來 自控制系統之輸入的單元，使用上述第2核對部之輸出藉 各單元之一組算出互相動作之異常度所算出之結果作爲加 權値之突觸所結合的診斷網路：具備使用將事先所定義之 診斷網路之能量成爲最小化時的各單元之數値俾算出各輸 入之可靠性的免疫診斷部等。 4 .如申請專利範圍第1項至第3項中任何一項所述 的控制系統之診斷•解析裝置，其中，上述診斷結論導出 手段係具備：從上述診斷結論導出定則引導診斷結論的推 論部與上述免疫診斷部：以該推論部之處理來診斷上述動 的故障，以該免疫診斷部之處理來診斷上述靜的故障者。 5 .如申請專利範圍第1項至第3項中任何一項所述 的控制系統之診斷•解析裝置，其中，具備包括附與對應 上述診斷結論導出手段之輸出及對該输出操作員須實行操 作的操作員操作定則，藉檢索該操作員操作定則而從該診 斷結論導出手段之输出決定操作員須實行之操作並顯示的 操作員操作引導手段：又具備包舌附與對應該診斷結論導 出手段之輸出與對應於該输出之作業條作之變更內容的作 業繼績運轉定則，藉檢索該作業繼續運轉定則而從該診斷 結論導出手段之輸出決定新作業條作，對應於決定內容而 變更上述控制裝置之處理的作業條作變更手段等。 6 .如申請專利範圍第4項所述的控制系統之診斷· 解析裝置，其中，具備包括附與對應上述診斷結論導出手 段之輸出及對該输出操作員須實行操作的操作員操作定則 請 先 閲 讀 背 面 之 注 意-事 項 再 球一 % 裝 本衣 頁 訂 本紙張尺度逋用中國W家梯準（CNS ) A4現格（210X297公釐} ^93888 ABCD 經濟部中央標準局負工消费合作社印製 六、申請專利範圍 ，藉檢索該操作員操作定則而從該診斷結論導出手段之輸 出決定操作員須實行之操作並顯示的操作員操作引導手段 ;又具備包舌附與對應該診斷結論導出手段之輸出與對應 於該輸出之作業條作之變更內容的作業繼績運轉定則，藉 檢索該作業繼續運轉定則而從該診斷結論導出手段之輸出 決定新作業條作，對應於決定內容而變更上述控制裝置之 處理的作業條作變更手段等。 7 .如申請專利範圍第1項至第3項中任何一項所述 的控制系統之診斷·解析裝e，其中，具備將儲存於上述 正常資料儲存資料庫之資料作爲輸入，決定代表這些之少 數資料之組合，將該少數資料之組合重新儲存於該正常資 料儲存資料庫的內容更新手段等。 8 .如申請專利範圍第4項所述的控制系統之診斷· 解析裝置，其中，具備將儲存於上述正常資料儲存資料庫 之資料作爲输入，決定代表這些之少數資料之組合，將該 少數資料之組合重新儲存於該正常資料儲存資料庫的內容 更新手段等。 9 .如申請專利範圍第1項至第3項中任何一項所述 的控制系統之診斷*解析裝置，其中，具備將從控制系統 所存取之信號作爲輸入，藉將該信號施以量子化來決定代 表這些之少數資料之組合，並將該少數資料之組合儲存於、 上述正常資料儲存資料庫的內容更新手段等。 1 〇 .如申請專利範圍第4項所述的控制系統之診斷 •解析裝置，其中，具備將從控制系統所存取之信號作爲 本紙張尺度逋A中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐）~~ (請先閲讀背面之注意事項再域寫本頁) 293888 ?! D8 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 ^ . 、申請專利範 圍 輸 入 ，藉 將該 信 號 施 以 量 子 化 來 決 定 代 表 這 些 之 少 數 資 料 之 組 合， 並將 該 少 數 資 料 之 組 合 儲 存 於 上 述 正 常 資 料 儲 存 資 料 庫的 內容 更 新 手 段 等 0 1 1 .如 丰 請 專 利 範 圍 第 1 項 至 第 3 項 中 任 何 —. 項 所 述 的 控制 系統 之 診 斷 • 解 析 裝 置 其 中 具 備 藉 波 率 變 換 從 控 制系 統存 取 在 時 系 列 之 診 斷 資 料 變 換 成係 數 向 置 的 信 號 解 析部 ;該 正 常 資 料 儲 存 資 料 庫 係 儲 存 該 控 制 系 mt 正 常 地 動 作時 之該 係 數 向 量 f 該 第 1 核 對 部 係 將 從 診 斷 資 料 算 出 之 係數 向量 與 儲 存 於 該 正 常 資 料 儲 存 資 料 庫 之 係 數 向 置 相 核 對： 上述 動 的 故 障 診 斷 部 係 依 據 從 第 1 核 對 部 之 输 出 所 得 到之 不一 致 的 程 度 來 判 定 有 無 該 控 制 系 統 之 動 的 故 障. 者 0 1 2 •如 丰 請 專 利 範 圔 第 4 項 所 述 的 控 制 系 統 之 診 ΡΓ • 解 析裝 置， 其 中 9 具 備 藉 波 率 變 換 從 控 制 系 統 存 取 在 時 系 列 之診 斷資 料 變 換 成 係 數 向 量 的 信 號 解 析 部 ; 該 正 常 賫 料 儲 存資 料庫 係 儲 存 該 控 制 系 統 正 常 地 動 作 時 之 該 係 數 向 量 ： 該第 1核 對 部 係 將 從 診 斷 資 料 算 出 之 係 數 向 量 與 儲 存 於 該 正常 資料 儲 存 資 料 庫 之 係 數 向 量 相 核 對 : 上 述 動 的 故 障 診 斷部 係依 據 從 第 1 核 對 部 之 輸 出 所 得 到 之 不 — 致 的 程 度 來 判定 有無 該 控 制 系 統 之 動 的 故 障 者 〇 13 .如 串 請 專 利 範 圍 第 1 1 項 所 述 的 控 制 系 統 之 診、 me 斷 9 解析 裝置 > 其 中 上 述 第 1 核 對 部 係 檢 出 上 述 控 制 系 統 正 常地 動作 時 之 該 係 數 向 量 與 儲 存 於 上 述 正 常 資 料 儲 存 資 料 庫之 係數 向 量 的 空 間 距 離 ♦ 上 述 動 的 故 障 診 斷 部 係 以 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4洗格（210X297公釐） 訂 經濟部中央揉準局負工消費合作社印袈 A8 B8 C8 D8六、申請專利範圍 該空間距離比事先所決定之數値較大來判定有無該控制系 統之動的故障者。 14. 如申請專利範圍第12項所述的控制系統之診 斷，解析裝置，其中，上述第1核對部係檢出上述控制系 統正常地動作時之該係數向量與儲存於上述正常資料儲存 資料庫之係數向置的空間距離；上述動的故障診斷部係以 該空間距離比事先所決定之數値較大來判定有無該控制系 統之動的故障者。 15. 如申請專利範圍第1項至第3項中任何一項所 述的控制系統之診斷•解析裝置，其中，具備算出從控制 系統存取在時系列之資料之利阿普諾夫指數的信號解析部 :該正常資料儲存資料庫係顦存該控制系統正常地動作時 之該利阿普諾夫指數；該第1核對部係將從診斷資料所算 出之利阿普諾夫指數與儲存於該正常資料儲存資料庫之利 阿普諾夫指數核對：上述動的故障診斷部係依據從第1核 對部之輸出所得到之不一致的程度來判定有無該控制系統 之動的故障者。 1 6 .如申請專利範圍第4項所述的控制系統之診斷 •解析裝置，其中，具備算出從控制系統存取在時系列之 資料之利阿普諾夫指數的信號解析部：該正常資料儲存資 料庫係儲存該控制系統正常地動作時之該利阿普諾夫指數、 :該第1核對部係將從診斷資料所算出之利阿普諾夫指數 與儲存於該正常資料儲存資料庫之利阿普諾夫指數核對： 上述動的故障診斷部係依據從第1核對部之輸出所得到之 11111 裝 ΓI i H 旅 ' -- (請先閲讀背面之注意事項再>寫本頁) 本紙张尺度逋用中國國家橾準（CNS > A4規格（210X25*7公釐） 293888 | D8 六、申請專利範圍 不一致的程度來判定有無該控制系統之動的故障者。 1 7 .如申請專利範圍第1 5項所述的控制系統之診 斷，解析裝置，其中，上述動的故障診斷部係從上述診斷 資料所算出之利阿普諾夫指數以比儲存上述正常資料儲存 資料庫之利阿普諾夫指數較大之數値，判定在上述控制系 統有異常之徵候者。 1 8 .如申請專利範圍第1 6項所述的控制系統之診 斷，解析裝置，其中，上述動的故障診斷部係從上述診斷 資料所算出之利阿普諾夫指數以比儲存上述正常資料儲存 資料庫之利阿普諾夫指數較大之數値，判定在上述控制系 統有異常之徵候者。 19 .如申請專利範圍第1項至第3項中任何一項所 經濟部中央梯準局貞工消費合作社印製 —；-------^— .·ί (請先閲讀背面之注意事項再_寫本頁) 述的控制系統之診斷•解析裝置，其中，具備算出從控制 系統存取在時系列之資料之分位數維數的信號解析部；該 第1核對部係將從診斷資料所算出之分位數維元與儲存在 該正常資料儲存資料庫之分位數維數核對；上述動的故障 診斷部係依據從第.1核對部之輸出所得到之不一致的程度 來判定有無該控制系統之動的故障者。 2 0 .如申請專利範圍第4項所述的控制系統之診斷 •解析裝置，其中，具備算出從控制系統存取在時系列之 資料之分位數維數的信號解析部；該第1核對部係將從診、 0 - 斷資料所算出之分位數維元與儲存在該正常資料儲存資料 庫之分位數維數核對：上述動的故障診斷部係依據從第1 核對部之輸出所得到之不一致的程度來判定有無該控制系 本紙張尺度適用中國國家標牟（CNS )八4現格（210Χ297公釐） 經濟部中央標準局男工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 統之動的故障者。 2 1 .如申請專利範圍第1 9項所述的控制系統之診 斷，解析裝置，其中，上述動的故障診斷部係從上述診斷 資料所算出之分位數維數之數値以比儲存於上述正常資料 儲存資料庫之分位數維數較大値，判定上述控制系統有偏 移至不穩定狀態的徵候，而以比儲存在上述正常資料儲存 資料庫之分位數維數較小値，檢出具備於上述控制系統之 察覺器降低應答特性者。 2 2 .如申請專利範園第2 0項所述的控制系統之診 斷，解析裝置，其中，上述動的故障診斷部係從上述診斷 資料所算出之分位數維數之數値以比儲存於上述正常資料 儲存資料庫之分位數維數較大値，判定上述控制系統有偏 移至不穩定狀態的徵候，而以比儲存在上述正常資料儲存 資料庫之分位數維數較小値，檢出具備於上述控制系統之 察覺器降低應答特性者。 2 3 .如申請專利範圍第1項至第3項中任何一項所 述的控制系統之診斷•解析裝置，其中，具備包括至少一 個記載於申請專利範圍第1 1項至第2 2項之信號解析部 之複數信號解析部的資料解析手段：上述正常資料儲存資 料庫係將上述控制系統正常地動作時的該資料解析手段之 輸出與該複數信號解析部相對應並儲存；上述核對手段係、 將從診斷資料所算出之該資料解析手段之輸出分別與正常 資料儲存資料庫所對應之資料核對：上述動的故障診斷部 與靜的故障診斷部，係將核對結果中事先決定者成爲輸入 本紙張尺度適用中國國家棣準（CNS > A4規格（210X297公釐）π (請先閱讀背面之注意事項再垓寫本頁) -裝---- 訂 經濟部中央橾準局負工消费合作社印裝 293888 ab! C8 —D8 六、申請專利範圍 資訊綜合地診斷有該控制系統之有無異常或異常部位者。 2 4 .如申請專利範圍第4項所述的控制系統之診斷 •解析裝置，其中，具備包括至少一個記載於申請專利範 圍第1 1項至第2 2項之信號解析部之複數信號解析部的 資料解析手段；上述正常資料儲存資料庫係將上述控制系 統IE常地動作時的該資料解析手段之輸出與該複數信號解 析部相對應並儲存；上述核對手段係將從診斷資料所算出 之該資料解析手段之輸出分別與正常資料儲存資料庫所對 應之資料核對：上述動的故障診斷部與靜的故障診斷部， 係將核對結果中事先決定者成爲輸入資訊綜合地診斷有該 控制系統之有無異常或異常部位者。 2 5 ·如申請專利範圍第2 3項所述的控制系統之診 斷，解析裝置，其中，上述信號解析手段係具備包括至少 —個記載於申請專利範園第1 1項至第2 2項之信號解析 部的複數信號解析部，此外具備算出控制系統正常地動作 時之資料之頻率成分的信號解析部及算出平均値的信號解 析部以及算出最大値與最小値的信號解析部之至少一個： 上述正常資料儲存資料庫係將上述控制系統正常地動作時 的該資料解析手段之輸出與該信號解析部相對應並儲存： 上述核對手段係將從上述診斷資料所算出之該資料解析手 段之輸出分別與正常資料儲存資料庫所對應之資料核對；、 上述動的故障診斷部與靜的故障診斷部，係將核對結果中 事先決定者成爲輸入資訊綜合地診斷該控制系統之有無異 常或異常部位者。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4規格（210X297公釐)~I ---------#--；----1T------A i r (·請先閱讀背面之注意事項再垓寫本頁) 經济部中央棣车局貝工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8六、+請專利範圍 2 6 .如申請專利範圍第2 4項所述的控制系統之診 斷，解析裝置，其中，上述信號解析手段係具備包括至少 —個記載於申請專利範圍第1 1項至第2 2項之信號解析 部的複數信號解析部，此外具備算出控制系統正常地動作 時之資料之頻率成分的信號解析部及算出平均値的信號解 析部以及算出最大値與最小値的信號解析部之至少一個： 上述正常資料儲存資料庫係將上述控制系統正常地動作時 的該資料解析手段之輸出與該信號解析部相對應並儲存； 上述核對手段係將從上述診斷資料所算出之該資料解析手 段之输出分別與正常資料儲存資料庫所對應之資料核對： 上述動的故障診斷部與靜的故障診斷部，係將核對結果中 事先決定者成爲輸入資訊綜合地診斷該控制系統之有無異 常或異常部位者。 2 7 . —種控制系統之診斷•解析裝置，其特徵爲： 在控制系統正常地動作時儲存由此所檢出之輸入資料，在 毎一次各输入時獨立地核對所儲存之输入資料與從該控制 系統所存取之診斷資料，依據從核對結果所得到之兩者不 一致的程度診斷應答特性之變化或控制系統之不穩定性程 度上所代表的動的故障，又成總複數之輸入而與該正常資 料儲存資料庫之內容核對，依據從核對結果所得到之輸入 的互相關係之變化程度，診斷察覺器之時效變化或輸入之、 位準變化上所代表的靜的故障者。 I II —————— —裝 i J I I —訂— In ~ (.請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐）