(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 20221091273 6.0 (22)申请日 2022.07.31 (71)申请人 南京信息 工程大学 地址 210044 江苏省南京市浦口区宁六路 219号 (72)发明人 严颖　蔡骏　吴奇　赵兴强　陈亮　 姚立　 (74)专利代理 机构 南京经纬专利商标代理有限 公司 32200 专利代理师 田凌涛 (51)Int.Cl. F24F 11/38(2018.01) F24F 11/89(2018.01) G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 一种基于有监督投票机制的空调机组故障 诊断方法 (57)摘要 本发明涉及一种基于有监督投票机制的空 调机组故障诊断方法， 首先基于各传感器之间等 式约束条件， 建立描述传感器网络的投票网络； 接着每个传感器通过判断对应的约束条件是否 满足、 以及结合权值构建投票矩阵， 并在投票矩 阵之外增加投票系数矩阵， 建立以投票系数矩阵 为决策变量， 基于F测度与1之间的差值的平方和 建立优化目标的目标函数， 采用模拟退火算法得 到最优投票系数矩阵； 最后基于最优投票系数矩 阵建立玻尔兹曼机的权重矩阵； 基于权重矩阵对 玻尔兹曼机的状态进行迭代更新， 并根据其收敛 到的状态确定传感器节点状态， 对空调机组传感 器故障实现精确诊断， 设计方案克服大规模网络 难以对故障进行定位的缺点， 比之其他分布式方 法有独特的优势， 并且大 大提高了求 解速度。 权利要求书7页 说明书15页 附图2页 CN 115289608 A 2022.11.04 CN 115289608 A 1.一种基于有监督投票机制的空调机组故障诊断方法， 其特征在于： 基于空调机组中 各目标传感器分别所对应的各个约束等式， 以各目标传感器作为各节点， 结合彼此间存在 至少一个相同约束等式的两节点以边相连， 构建空调机组所对应的玻尔兹曼机结构； 所述空调机组故障诊断方法， 根据已知各目标传感器对应正常状态或非正常状态的实 际状态的样本时刻， 针对初始 化各目标传感器之 间投票系数值均为 1的系数矩阵C， 按步骤A 至步骤F， 获得最优投票系数矩阵； 进一步根据最优投票系数矩阵， 针对未知各目标传感器 实际状态的待分析时刻， 执 行步骤i， 实现各目标传感器对应待分析时刻的状态检测； 步骤A.基于各目标传感器的样本时刻传感检测数据分别所涉及各约束等式中等号两 侧数据结果之间的差值、 以及各目标传感器的样本时刻权值， 针对全部约束等式所划分的 情况1， 单个约束等式涉及至少两个目标传感器， 以及情况2， 单个约束等式仅涉及一个目标 传感器， 完成各目标传感器的样本时刻投票操作， 获得总投票矩阵V， 然后进入步骤B； 步骤B.根据系数矩阵C如下： 针对总投票矩阵V， 按如下公式： 构成玻尔兹曼机所对应的节点间投票结果矩阵W， 然后进入步骤C； 表示Hadamard积， N 表示全部目标传感器的个数， c1,N表示第1个目标传感器向第N个目标传感器的投票系数值， V1,N表示第1个目标传感器向第N个目标传感器的投票 值； 步骤C.基于玻尔兹曼机所对应的节点间投票结果矩阵W， 构建空调机组所对应的玻尔 兹曼机， 并在玻尔兹曼机中新增一个状态值等于1的新节点， 获得对称化的新玻尔兹曼机， 然后进入步骤D； 步骤D.基于新玻尔兹曼机中各节点i'分别对应状态值转移 至0的概率Pi'(0)、 状态值转 移至1的概率Pi'(1)， 通过迭代方式针对新玻尔兹曼机的总状态k进行更新， 直至至少两次相 邻迭代中新 玻尔兹曼机总状态k均不 发生变化时结束迭代， 即完成新玻尔兹曼机的更新， 然 后进入步骤E； 步骤E.获得新玻尔兹曼机中各目标传感器对应样本时刻的检测状态， 结合各目标传感 器对应样本时刻的实际状态， 计算 获得正常状态、 以及各目标传感器故障对应的F1得分， 通 过求解基于F1得分得到的最优目标函数的适应度函数， 获得系数矩阵C所对应的检测质量， 然后进入步骤F； 步骤F.判断是否满足预设迭代要 求， 是则获得最优投票系数矩阵C*； 否则随机获得系数 矩阵C的邻域 解， 并应用采用模拟退火算法， 更新系数矩阵C， 并返回步骤B； 步骤i.根据最优投票系数矩阵， 针对未知各目标传感器实际状态 的待分析时刻， 按步 骤A至步骤D， 获得各目标传感器基于最优投票系数矩阵C*、 对应待分析时刻的新玻尔兹曼权　利　要　求　书 1/7 页 2 CN 115289608 A 2机， 判断新玻尔兹曼机中除新增节点以外、 是否存在状态值等于0的节点， 是则该各个状态 值等于0的节点分别所对应的目标传感器即为故障目标传感器， 否则新玻尔兹曼机中不存 在故障目标传感器， 实现各目标传感器对应待分析时刻的状态检测。 2.根据权利要求1所述一种基于有监督投票机制的空调机组故障诊断方法， 其特征在 于： 所述步骤A包括 步骤A1至步骤A4， 完成各目标传感器的样本时刻投票操作； 步骤A1.分别针对全部约束等式中的各个约束等式， 根据约束等式所涉及各目标传感 器的样本时刻传感检测数据， 获得该约束等式中等号两侧数据结果之间的差值|rk|， 并进 一步按如下公式： 获得该约束等式所对应的样本时刻投票值sk(|rk(t)|)， 进而获得全部约束等式中各个 约束等式分别 所对应的样本时刻 投票值， 然后进入步骤A2； 其中， 1≤k≤K， K表示全部约束 等式的个数， |rk(t)|表示样本时刻t时刻全部约束等式中第k个约束等式中等号两侧 数据 结果之间的差 值， sk(|rk(t)|)表示样本时刻t时刻全 部约束等式中第k个约束等式所对应的 投票值， |rk|ub表示全部约束等式 中第k个约束等式 中等号两侧数据结果之间的差值上限； 步骤A2.分别针对各个目标传感器， 计算获得目标传感器的样本时刻权值， 然后进入步 骤A3； 步骤A3.基于对全部约束等式所划分的情况1， 单个约束等式涉及至少两个目标传感 器， 以及情况2， 单个约束等式仅涉及一个目标传感器， 分别针对情况1所涉及到的各个目标 传感器， 以目标传感器作为第一待处理目标传感器， 基于第一待处理目标传感器所涉及情 况1中各约束等式对应的样 本时刻投票值， 结合第一待处理目标传感器的样 本时刻权值， 由 第一待处理目标传感器分别为其所涉及情况1中各约束等式相关的各其它目标传感器进 行 投票， 然后进入步骤A4； 步骤A4.分别针对情况2所涉及到的各个约束等式， 根据约束等式中等号两侧数据 结果 之间的差值与该约束等式中等号两侧数据结果之间的差值上限的比较， 由全部目标传感器 中除该约束等式所涉及目标传感器以外其它各目标传感器、 分别为该约束等式所涉及目标 传感器进 行投票， 以及由该约束等式所涉及目标传感器为全部目标传感器中其它各目标传 感器进行投票； 进 而完成各目标传感器的样本时刻投票操作。 3.根据权利要求2所述一种基于有监督投票机制的空调机组故障诊断方法， 其特征在 于： 所述步骤A2中， 分别针对各个目标传感器， 按如下公式： 计算获得目标传感器的样本时刻权值ci(t)； 其中， i∈{1、 …、 N}， N表示全部目标传感器 的个数， ci(t)表示全部目标传感器中第i个 目标传感器对应样本时刻t时刻的权值， S(t)， Si,FalAvg如下： S(t)＝[s1(|r1(t)|)  …  sk(|rk(t)|)  …  sK(|rK(t)|)]T权　利　要　求　书 2/7 页 3 CN 115289608 A 3