基于模糊优选反问题的电机电气故障诊断模型

摘 要：在发电机运行中，根据电机的运行经验和模糊优选的相互结合，就能够很快的发现电机电气故障的原因以及故障现象之间的关系，因此可以在模糊优选反问题的基础上，来确定电机电气的故障诊断模型。

关键词：模糊优选 反问题 电机电气故障 诊断模型 分析

中图分类号：TM31 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）05（a）-0121-01

在电力系统中，发电机运行的状态直接对其经济性与安全性有着重要的影响，因此，及时的发现并判断出发电机中的运行故障问题是很有必要的。目前，在国内外研究电力系统故障的诊断方法有很多，而这些研究大多数是以模糊分析与概率统计为基础的。当发电机中出现故障时，就要对故障原因进行分析，但是引起一种故障的原因很可能是多个方面的。因而为了更好的分析电机电气的故障原因，就可以利用模糊关系的方程，对故障的性质做出即时的判断，并科学的解决故障，保证电力系统平稳安全的运行。

1 模糊优选理论分析

模糊优选理论首先是由陈守煜教授提出来的，并且在工程领域中也已经广泛的使用到了模糊优选理论。在电机中，引起故障的原因是多方面的，而在实际中，一些大型的发电机出现的故障种类更加繁多，在这些故障原因、故障现象以及故障机理上，就很难用数学模型来描述了，这样也就造成了在实际中不能依靠准确的数字来确定故障性质。但是根据实践发现，在运行中电机的故障现象与故障原因之间存在着一定的迷糊关系，因此就可以利用模糊关系的方程，来确定故障现象与故障原因之间的关系，以正确的解决故障问题。但是在实际中求解模糊关系的方程是很复杂的所以就可以利用模糊优选反问题，来找出一种比较可靠简单的故障诊断方法。

2 模糊优选反问题分析

首先是模糊逻辑，模糊逻辑是模糊数学中的一个重要分支，在计算机科学、处理智能信息、模糊语言以及模糊控制上都有着重要的作用。在模糊逻辑中，逻辑真值在0～1中进行连续性取值，真值越接近与1，那么就具有越大的真度。在模糊逻辑中，通常语言的变量是由多个维组来表示的，而在语言变量中，每一个语言值都对应了定义域U中的一个模糊数。例如是偏差T=[很小，小，适中，大，很大]，在偏差中的模糊语言[适中，大等]，其实就是在论域U中模糊的集合，而假设U是[0，5]，这样就可以认为当模糊语言小于1的时候偏小，在2的时候就是适中，大于3的时候就是偏大了。

其次是模糊优选的反问题分析。假设有n个需要评价的对象，在评价的时候可以根m个指标来进行，那么就可以建立起迷糊综合评价的矩阵式：R=（ri j）m n，在这个式子里，ri j的含义是指标i在对象j中具有的相对隶属度。根据m个具有不同重要性的评价指标，可以来设置权重向量：W=（w1，w2，w3...wm）T，并根据数学模型的最优化，来建立模糊的优选公式：在这个公式里，Uj表示的是对象J相对的隶属度。在实际中，这个模糊优选理论方法被广泛的运用到各工程技术的评判中。而在模糊集合中一般认为是在闭区间[0，1]中能够连续取值的函数都是隶属函数。因此可以把模糊隶属函数表示为UA（x），其中A表示的是模糊集合，而x则表示的是A的元素，同时，模糊隶属函数一定要满足相应的条件取值范围[0，1]。另外，在模糊函数里，在论域函数关系中以实数域R为基础的函数分布，就是模糊分布。

3 电机电气故障的诊断模型分析

在实际中运用模糊理论，可以很好的解决出现在生产中的一些具有不确定性关系的因素联系。由于电机是我国电力系统中的重要组成部分，其安全性与稳定性直接与我国的电力系统相关，但是在实际中却很容易由很多问题造成电机故障，而引起故障的原因又是多方面的，因此在折断电机电气故障时，就可以利用模糊关系的矩阵，来对电机电气中的故障问题进行分析，并找出其与故障原因之间的函数关系。所以，就可以根据模糊优选反问题的方法，来建立起电机电气故障诊断的模型。根据实际情况，来建立起电机故障相对隶属度的向量，表示为： Y=（Y1，Y2，Y3，...Y n）T，而故障原因相对隶属向量就是X=（x1，x2，x3...x m）T，在这里，需要注意的是模糊向量的取值在[0，1]之间。因此故障现象与原因的函数关系强度就可以用ri j来表示，但是还要注意ri j的取值范围是0-1之间。但是当ri j是0的时候，就表示二者之间没有必然的联系，而ri j的值越大，就表示二者之间的关系越密切，如果ri j 的值是1，那就表示电机故障现象与电机故障原因之间是绝对相关的关系。根据这些关系，就可以建立起模糊关系的矩阵方式：R=（Ri j）m n，而在实际中，还可以利用模糊统计的方法来获得模糊关系的矩阵关系。因此就可以根据模糊优选的反问题，来建立起电机的故障诊断模型，也就是RRTX=RB，之后就可以来求解故障诊断的线性方程，并根据求解的结果来推断故障出现的原因。

4 设计模糊逻辑的方法

在设计模糊逻辑的系统时，关键就是要设计好模糊控制器，并可以运用自然的语言对其进行控制。因此在设计模糊逻辑时，可以根据一定的步骤来进行。首先是要确定模糊子集在输入输出时的数值和论域。针对双向输入单项传出的模糊控制器，可以利用偏差的语言变量与偏差的语言变量来表示。其次是需要根据实际情况来选择模糊规则。只有选对了模糊规则，在实际工作中才会有比较理想的效果。之后就是要对偏差与偏差变化进行模糊化处理，根据模糊理论来得出偏差模糊是，而偏差变化模糊量是，这样就可以根据模糊量来确定相应的模糊决策，并最终计算模糊的实际输出量。

5 结诘

综上所述，在实际工作中把模糊优选反问题与发电机的运行经验结合在一起，就可以根据发电机中电气故障原因与故障现象来建立起相应的故障诊断模型，便于根据计算来推断故障发生的原因，尤其是在比较复杂的大型电气设备中运用较广。而根据实践还发现，运用的模糊优选反问题模型其实是线性的方程组，在实际运用时比较简单，而且运用这个模型不仅可以分析出故障发生的原因，并且还可以实现对故障原因进行排序。但是在实践中为了提高故障诊断模型的可靠性与准确性，还需要不断的修正模型中的模糊关系矩阵。

参考文献

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