用于监视具有周期性行为的电性连接系统的系统及方法技术方案

一种用于监视具有电连接的系统的方法，所述连接具有至少两个相位及相应电流，所述系统具有周期性行为，所述方法包括以下步骤：连接传感器以测量所述电连接的两个相位的相应电流；变换所述测量的电流以创建初始电流信息；作出所述系统的正常操作的初始确定；在所述系统的正常操作的所述初始确定之后执行所述系统的训练及建模，所述训练及建模进一步包含产生经建模电流信息的电流测量；监视所述系统，包含用以产生指示所述系统的即时操作状态的即时电流信息的即时电流测量；及通过比较所述即时电流信息与所述经建模电流信息作出所述系统的操作状态的即时确定。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于监视具有周期性行为的电性连接系统的系统及方法
本专利技术的实施例涉及用于监视具有周期性行为的电性连接系统及用于识别此电性连接系统中的缺陷的系统及方法。
技术介绍
在说明书及所附权利要求书中，表达式“电性连接”打算意指具有以下特征的任何电或机械装置或系统：a)为电动的；b)提供/产生电力；或c)具有为电动及提供电力的组合的特性。示范性电动装置/系统尤其包含电动机及照明装置。示范性发电装置尤其包含发电机及涡轮机系统。示范性组合电动及发电系统尤其包含混合动力车辆，如所属领域中已知的。在说明书及所附权利要求书中，术语“电动机”及“机械”打算意指电动装置/系统，如上文所指出。已开发各种诊断系统以用于预警电性连接旋转机械/设备中的故障检测。许多这些诊断系统包含：加速度计，其用以收集由旋转机器发出的机械振动/波；及控制单元，其用以在频域中对所收集的波进行数值分析。诊断系统通常包括传感器或多个传感器及控制单元，如所属领域中已知的。传感器通常定位于待诊断的旋转部分附近，或在旋转部分自身上，且传感器通常经由电缆/电线电性连接到控制单元。结果，此些监视/诊断系统需要在机械“封套”内的大空间，其表示用于机械/设备的额外空间负担。在PCT专利申请案WO04/017038及WO00/04359中描述了诊断系统的实例，其揭示内容以引用的方式并入本文中。近来，已开发了故障检测及诊断(FDD)方法，其比较复杂系统的输出信号与从相同无故障系统的数学模型获得的输出信号。在一或多个“残差”(即，表示两者之间的差的一或多个值)方面量化数学模型的信号与复杂系统的那些信号之间的比较。执行残差的分析以确定系统故障的类型。分析包含用于比较所述残差与具有已知故障的系统的残差的数据库的统计方法。直到最近仍难以获得用于多变量系统的准确、实时的模型，所述多变量系统意味着具有一个以上输入及/或一个输出的系统。如果系统的模型不准确，那么残差将反映建模错误，所述建模错误极难以与实际故障的效果分开。杜亚尔·艾哈迈德(DuyarAhmet)等人在美国专利6,014,598(其揭示内容以引用的方式并入本文中)中描述了用于监视及预测电动机的维护要求的基于模型的故障检测系统及方法。所述系统包含耦合到传感器的计算机构件，所述传感器提供输入电压及电流以及电动机速度的连续实时信息。所述系统及方法利用多变量实验建模算法以获得电动机的数学描述。算法比较建模结果与测量结果，且在通过减去相应信号而产生的残差方面量化所述比较。诊断观测者分析所述残差，且确定电动机无故障还是以不同于无故障的方式操作。在检测到即将发生的故障后，诊断观测者即刻评估电动机的测量变量，确定与参考值的偏差，且进行对可能发生故障或正发生故障的组件的诊断。帕洛·亚历山大(ParlosAlexander)等人在美国专利6,713,978及美国专利申请案2003/0065634(其揭示内容以引用的方式并入本文中)中描述了非线性的基于半参数神经网络的自适应滤波器，其用以在不明确使用例如转速计等速度传感器的情况下确定在感应电动机内的旋转转子的动态速度。使用实际电动机电流测量、电压测量及铭牌信息开发基于神经网络的滤波器。使用从实际电流及电压测量导出的估计速度计算器来训练基于神经网络的自适应滤波器。基于神经网络的自适应滤波器使用电压及电流测量来确定旋转转子的瞬时速度。基于神经网络的自适应滤波器还包含在线调适方案，其准许滤波器在操作期间容易适用于新的操作条件。帕洛(Parlos)等人在美国专利6,590,362中及在美国专利申请案2003/0067277(其揭示内容以引用的方式并入本文中)中描述了用于电动机中的初期故障的早期检测的方法及系统。首先，在电动机操作期间测量电动机的一或多个相位的电流及电压值。基于电动机的测量的电压值及电动机速度值的估计经由基于神经网络的电流预测子来确定电流预测集合。通过组合电流预测集合与测量的电流值产生残差集合。随后依据残差集合及测量的电流值计算故障指示符的集合。最后，基于故障指示符的集合与预定基线值的集合的比较结果确定是否发生初期电、机械及/或机电故障。另外，帕洛在U.S.7,024,335(其揭示内容以引用的方式并入本文中)中描述了评定装置的条件包含从进行装置的电测量的传感器接收信号。根据所接收的信号估计装置的期望响应，且根据所接收的信号建立装置的测量响应。根据期望响应及测量响应计算输出残差。通过根据输出残差识别装置的故障来评定装置的条件。因此，需要促进监视及识别具有周期性行为的电性连接系统中的缺陷的简化及成本降低的实施方案。
技术实现思路
根据本专利技术的教示，提供一种用于监视具有电连接的系统的方法，所述连接具有至少两个相位及相应电流，所述系统具有周期性行为，所述方法包括以下步骤：连接传感器以测量所述电连接的两个相位的相应电流；变换所述测量的电流以创建初始电流信息；作出所述系统的正常操作的初始确定；在所述系统的正常操作的所述初始确定之后执行所述系统的训练及建模，所述训练及建模进一步包含产生经建模电流信息的电流测量；监视所述系统，包含用以产生指示所述系统的即时操作状态的即时电流信息的即时电流测量；及通过比较所述即时电流信息与所述经建模电流信息作出所述系统的操作状态的即时确定。优选地，所述初始电流信息包含：归一化相关频谱；从所述归一化频谱导出的非平凡频谱；及所述非平凡频谱的均方根计算。最优选地，所述系统的正常操作的所述初始确定进一步包括初始阈值检查，其中将所述非平凡频谱的所述均方根与阈值相比较。通常，在所述初始阈值检查不成功时不执行所述系统的训练、建模及监视。最常见的是，在范围实质上从30分钟到180分钟的时间周期中完成所述系统的正常操作的所述初始确定。优选地，经建模电流信息包含系数向量及训练特征表。最优选地，即时电流信息包含即时特征表。通常，基于所述即时电流信息及所述经建模电流信息计算残差能量，且将所述残差能量与至少一个阈值相比较以作出操作状态的所述即时确定。最常见的是，在范围实质上从36个小时到100个小时的时间周期中完成训练及建模。根据本专利技术的教示，进一步提供一种用于监视具有电连接的系统的监视系统，所述连接具有至少两个相位及相应电流，所述系统具有周期性行为，所述监视系统包括：经调适以连接到所述至少两个相位及测量所述至少两个相位的相应电流的至少两个电流传感器；可连接到所述电流传感器且经调适以数字化所述测量的电流的A/D转换器；可连接到所述A/D转换器且经调适以处理所述经数字化的测量的电流以进行以下操作的PC主机：创建指示所述系统的初始正常操作的初始电流信息；在所述系统的正常操作的所述指示之后执行所述系统的训练及建模，以产生经建模电流信息；及通过用以产生指示所述系统的即时操作状态的即时电流信息的即时电流测量来监视所述系统，其中所述监视系统经调适以基于所述即时电流信息与所述经建模电流信息的比较作出所述系统的即时操作状态的确定。通常，所述初始电流信息包含：归一化相关频谱；可从所述归一化频谱导出的非平凡频谱；及可从所述非平凡频谱计算的均方根。最常见的是，所述系统的正常操作可基于所述均方根与阈值的比较来确定。优选地，所述系统的初始正常操作的所述指示可在范围实质上从30分钟到180分钟的时间周期中完成。最优选本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于监视具有电连接的系统的方法，所述连接具有至少两个相位及相应电流，所述系统具有周期性行为，所述方法包括以下步骤：连接传感器以测量所述电连接的两个相位的相应电流；变换所述测量的电流以创建初始电流信息；作出所述系统的正常操作的初始确定；在所述系统的正常操作的所述初始确定之后执行所述系统的训练及建模，所述训练及建模进一步包含产生经建模电流信息的电流测量；监视所述系统，包含用以产生指示所述系统的即时操作状态的即时电流信息的即时电流测量；及通过比较所述即时电流信息与所述经建模电流信息作出所述系统的操作状态的即时确定。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.08.16 US 13/567,1591.一种用于监视具有电连接的系统的方法，所述连接具有至少两个相位及相应电流，所述系统具有周期性行为，所述方法包括以下步骤：创建对应于所述系统的恰当功能的组件特征的电流变换器相关数据库，所述电流数据库在系统操作期间被创建或者在系统操作之前被创建；连接传感器以测量所述电连接的两个相位的相应电流，并将所述测量的电流信息传送到PC主机；使用所述PC主机来变换所述测量的电流并创建初始电流信息，其中所述初始电流信息包含：从所述至少两个相位的互功率谱导出的归一化相关频谱；从所述归一化频谱导出的非平凡频谱；及所述非平凡频谱的均方根计算；使用所述PC主机通过进行其中将所述非平凡频谱的所述均方根与第一阈值相比较的初始阈值检查来作出所述系统的正常操作的初始确定，并且如果所述初始阈值检查不成功则停止并给出故障/异常系统操作的指示；操作所述PC主机以在所述系统的正常操作的成功初始确定之后执行所述系统的训练及建模，所述系统的所述训练及建模进一步包含产生经建模电流信息的电流测量；监视所述系统，其包含执行所述系统的即时电流测量及使用所述PC主机来产生指示所述系统的即时操作状态的即时电流信息；及通过使用所述PC主机来比较所述即时电流信息与所述经建模电流信息作出所述系统的操作状态的即时确定。2.根据权利要求1所述的方法，其中在所述初始阈值检查不成功时不执行所述系统的训练、建模及监视。3.根据权利要求1所述的方法，其中在范围实质上从30分钟到180分钟的时间周期中完成所述系统的正常操作的所述初始确定。4.根据权利要求3所述的方法，其中经建模电流信息包含系数向量及训练特征表。5.根据权利要求4所述的方法，其中即时电流信息包含即时特征表。6.根据权利要求5所述的方法，其中基于所述即时电流信息及所述经建模电流信息计算残差能量，且将所述残差能量与至少一个第二阈值相比较以作出操作状态的所述即时确定。7.根据权利要求1所述的方法，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·达扬，
申请(专利权)人：三期科技有限公司，
类型：发明
国别省市：以色列;IL