该系统的故障征兆可由以下可测的工艺参数表征:澄清池入口温度、澄清池出口温度、澄清池入口流量、澄清池入口调节门开。度、澄清池出口浊度、澄清池泥渣。将故障征兆进行归一化处理计算,得到6个[0,1]之间的故障征兆特征值,X=(X1,X2,…,X6)作为神经网络的输入。
常见的故障有:传感器断线故障,F1~F4;调节门偏差F5、调节门卡死F6、调节门滞环F7、粘调节门滞滑动F8、调节门漏流F9;出口浊度高F10、入口流量大F11;系统正常用F0表示。共12种故障模式,记为Y=(Y1,Y2,…,Y12)作为神经网络的输出。由阀值函数判定输出层神经元的最终输出结果:
隐含层:隐含层的节点数和神经元数目选择,目前理论尚无指导,本系统隐含层选取10个神经元。这样构成6-10-12的三层BP网络结构。
BP网络的训练样本来自电厂相应故障的累计数据。表1列出了故障样本,其中每个样本均有6个特征值,选择足够多的代表正常状态和故障状态的样本,采用BP算法对6-10-12网络进行训练。在系统总误差为0.01,步长为0.5时,网络训练10 000次,或直到满足性能要求时停止训练,否则增加训练次数。
2.3 仿真
网络训练完后,用其他故障样本进行测试其对应的诊断结果见表2。神经网络故障诊断推理过程举例如下:根据本文故障诊断的特点,防止误诊断和漏诊断,通过试验,取φ=0.90,诊断效果最佳。表1中“样本1”输入神经网络,对应网络输出为表2中的“样本1”所在行,依次类推。表1中的样本1对应的网络输出值均小于0.90,说明无故障,代表系统正常工作;样本2对应的网络输出,只有Y2>0.90,说明有“F2”故障存在。然后启动专家系统,对该结果进行验证和解释。测试结果表明,该网络对已训练过的样本有很好的识别能力。