在这篇文章中,我们介绍深度学习网络在一个模型系统中的应用。这个模型系统可以是用微分方程进行描述,深度学习网络可以在线对模型系统的参数进行调节,同时判定该系统的运行状态(正常,告警,故障等)。其结构如下图所示。

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以空气压缩器为例,其原理图如下图所示。

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我们通过控制阀门从而控制空气压缩器的进气量(气压),最后控制涡轮的转速。我们需要控制气压去适应负荷的变化。因此,在这个模型中,我们测量空气压力p,涡轮的旋转速度w,得到如下状态方程:

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此计算式是根据状态方程得出的

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该模型在MATLAB中的程序如下:

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得出的仿真结果为:

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建立好上述模型,我们希望能够建立一个判定空气压缩机故障的一个判定的依据。对此,我们首先建立一个加入判定依据的模型。

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加入了判定矩阵D,将这个矩阵乘以测量值和估算值之间的误差。

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代入上式,得出:

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建立以上模型后,我们能够模拟出在转速器或者控制器测量有问题的情况下,它对应的压力p和转速w的剩余差值。从而形成了对神经网络的训练数据。利用这些训练数据,我们就能训练神经网络能够识别不同的故障,从而及时的进行预警。

Matlab函数如下:

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运行结果:

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