基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的電機故障預測新方法
1引言
系統的狀態(tài)預測是故障診斷中必不可少的一個(gè)環(huán)節,是診斷技術(shù)的重要目標之一?;?a class="contentlabel" href="http://dyxdggzs.com/news/listbylabel/label/模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )">模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的預測是一種非參數模型預測。在用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行預測時(shí),現有的方法一般是利用大量已獲得的觀(guān)測數據即樣本數據進(jìn)行一次建模,然后在預測時(shí)不再進(jìn)行學(xué)習,即網(wǎng)絡(luò )參數不變。隨著(zhù)時(shí)間的推移,這種利用歷史數據建立的模型不能完全反映時(shí)間序列近期和現時(shí)的特性,需要隨著(zhù)新數據的積累不斷調整網(wǎng)絡(luò )模型的參數,使模型不斷完善。因此,本文提出一種新的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )算法,即在原有算法的基礎上引入時(shí)差法,該方法在某種程度上能實(shí)時(shí)地根據觀(guān)測數據和預測結果不斷調整模型參數,使模型盡可能完善,從而提高預測精度。
2模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )
模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )(Fuzzy Neural Network)是模糊系統與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的結合,通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )實(shí)現模糊邏輯,同時(shí)利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的自學(xué)習能力,動(dòng)態(tài)調整隸屬度函數、在線(xiàn)優(yōu)化控制規則。二者的融合彌補了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )在模糊數據處理方面的不足和純模糊系統在學(xué)習方面的缺陷。
我們采用的是一種串形結構的多層前向模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò ),如圖1所示.該模型有四層,分別為輸入層,隸屬函數生成層(模糊化層),推理層及反模糊化層。





取相鄰 12個(gè)峰峰值數據為一組訓練樣本,第 13個(gè)數據作為訓練目標。這樣共取 10組用來(lái)訓練網(wǎng)絡(luò )。將最為接近的數據作為訓練樣本,并隨系統采樣而不斷更新訓練樣本,以便用最接近的數據來(lái)得到更準確的預測結果。運用 Matlab中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )工具箱進(jìn)行仿真,通過(guò)測試,選取輸入為 12,最大循環(huán)次數(epoch)為 50,期望誤差最小值為0.001。其預測過(guò)程如圖4所示,預測分析如表1所示。

預測結果與實(shí)際結果相比,其絕對誤差最大值等于 0.06,結合現場(chǎng)傳感器的測量誤差,可以認為這些數據基本滿(mǎn)足實(shí)際的電機正常運行的預測要求。
5 結論
本文將模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )與時(shí)間序列結合起來(lái),并引入時(shí)差法,建立了新的預測模型,并以電機運行時(shí)的振動(dòng)電壓峰峰值為依據,對電機的運行狀態(tài)做了預測。檢測結果表明:該預測模型的預測精度較高,誤差小,是一種較為實(shí)用可行的方法。
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