基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的火電廠(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程故障診斷專(zhuān)家系統

該系統的故障征兆可由以下可測的工藝參數表征：澄清池入口溫度、澄清池出口溫度、澄清池入口流量、澄清池入口調節門(mén)開(kāi)。度、澄清池出口濁度、澄清池泥渣。將故障征兆進(jìn)行歸一化處理計算，得到6個(gè)[0，1]之間的故障征兆特征值，X=(X1，X2，…，X6)作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的輸入。

常見(jiàn)的故障有：傳感器斷線(xiàn)故障，F1～F4；調節門(mén)偏差F5、調節門(mén)卡死F6、調節門(mén)滯環(huán)F7、粘調節門(mén)滯滑動(dòng)F8、調節門(mén)漏流F9；出口濁度高F10、入口流量大F11；系統正常用F0表示。共12種故障模式，記為Y=(Y1，Y2，…，Y12)作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的輸出。由閥值函數判定輸出層神經(jīng)元的最終輸出結果：

隱含層：隱含層的節點(diǎn)數和神經(jīng)元數目選擇，目前理論尚無(wú)指導，本系統隱含層選取10個(gè)神經(jīng)元。這樣構成6-10-12的三層BP網(wǎng)絡(luò )結構。

BP網(wǎng)絡(luò )的訓練樣本來(lái)自電廠(chǎng)相應故障的累計數據。表1列出了故障樣本，其中每個(gè)樣本均有6個(gè)特征值，選擇足夠多的代表正常狀態(tài)和故障狀態(tài)的樣本，采用BP算法對6-10-12網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行訓練。在系統總誤差為0.01，步長(cháng)為0.5時(shí)，網(wǎng)絡(luò )訓練10 000次，或直到滿(mǎn)足性能要求時(shí)停止訓練，否則增加訓練次數。

2.3 仿真

網(wǎng)絡(luò )訓練完后，用其他故障樣本進(jìn)行測試其對應的診斷結果見(jiàn)表2。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )故障診斷推理過(guò)程舉例如下：根據本文故障診斷的特點(diǎn)，防止誤診斷和漏診斷，通過(guò)試驗，取φ=0.90，診斷效果最佳。表1中“樣本1”輸入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )，對應網(wǎng)絡(luò )輸出為表2中的“樣本1”所在行，依次類(lèi)推。表1中的樣本1對應的網(wǎng)絡(luò )輸出值均小于0.90，說(shuō)明無(wú)故障，代表系統正常工作；樣本2對應的網(wǎng)絡(luò )輸出，只有Y2>0.90，說(shuō)明有“F2”故障存在。然后啟動(dòng)專(zhuān)家系統，對該結果進(jìn)行驗證和解釋。測試結果表明，該網(wǎng)絡(luò )對已訓練過(guò)的樣本有很好的識別能力。