中国石油大学(华东)耿艳峰获国家专利权
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龙图腾网获悉中国石油大学(华东)申请的专利一种集员故障检测的评价方法、装置及应用获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119272094B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-26发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411783250.7,技术领域涉及:G06F18/24;该发明授权一种集员故障检测的评价方法、装置及应用是由耿艳峰;黄帅帅;王伟亮;邓凯;邵明珠设计研发完成,并于2024-12-06向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种集员故障检测的评价方法、装置及应用在说明书摘要公布了:本发明提供一种集员故障检测的评价方法、装置及应用,属于故障可诊断性技术领域。根据故障检测系统的最小可检测故障指标对故障检测系统的性能进行评价,所述最小可检测故障指标为使得待检测系统的有故障残差可行集和无故障残差可行集之间刚好分离时的故障幅值,方法包括针对待检测系统,结合所使用的观测器方程,得到待检测系统的无故障状态和有故障状态的残差系统方程;使用几何体表征测量噪声范围,结合集员运算得到待检测系统无故障状态和有故障状态的残差可行集表征;确定待检测系统的最小可检测故障指标。本发明可以指导观测器设计优化,及控制系统设计和校正系统模型参数,使控制系统更加稳定。
本发明授权一种集员故障检测的评价方法、装置及应用在权利要求书中公布了:1.一种集员故障检测方法的性能评价方法在旋转导向钻井工具的应用,其特征在于,包括以下步骤: S201、根据旋转导向钻井工具物理及电气特性,建立旋转导向钻井工具的系统模型,辨识旋转导向钻井工具的模型参数;结合系统状态观测器方程,得到系统无故障状态和有故障状态的残差系统方程;所述旋转导向钻井工具的系统模型为: 其中,为时刻系统状态向量,即电机轴电流、永磁同步电机转速、稳定平台转速和工具面角,为时刻系统状态向量,、、、和分别为时刻系统输入向量、未知输入向量、系统输出向量、测量噪声向量和传感器故障向量,为已知奇异系统奇异矩阵,、和分别为已知的系统矩阵、输入矩阵和输出矩阵,为系统矩阵的参数不确定性矩阵,为未知输入分布矩阵,为噪声分布矩阵,为故障分布矩阵; S202、使用中心对称多胞体表征旋转导向钻井工具的测量噪声范围,基于中心对称多胞体运算性质,得到旋转导向钻井工具系统的残差中心对称多胞体; S203、以电流故障及其变化量组成向量的加权二范数最小化作为优化目标,最大化当前时刻旋转导向钻井工具有故障和无故障状态下残差中心对称多胞体之间的距离,得到旋转导向钻井工具系统的最小可检测电流故障指标;所述最小可检测电流故障指标为使得采样时刻待检测系统有故障状态与无故障状态的残差可行集刚好分离时的故障幅值; 所述最小可检测电流故障指标计算方法如下: 其中,为取最小值运算符,,为时刻传感器故障向量,为故障变化量,为给定权重矩阵,为残差中心对称多胞体,为残差中心对称多胞体; 将上述公式转化为混合整数二次规划问题,该问题求解在MATLAB软件中通过YALMIP工具包编写求解程序,采用CPLEX商用求解器进行求解: 其中,、、为待求解拉格朗日乘子,为的第个元素,为的第个元素,为转置,、为待求二进制变量,,为待求向量与标量,和为的行列数,、已知为的下界与上界值,,为单位矩阵,为观测器参数矩阵,为观测器参数矩阵,、分别为时刻应用多胞体交集为空条件转换定理时产生的新多胞体的中心及生成矩阵;,,为无故障系统时刻状态估计误差中心对称多胞体的中心向量,为有故障系统时刻状态估计误差中心对称多胞体的中心向量,为无故障系统时刻残差中心对称多胞体的生成矩阵,为有故障系统时刻残差中心对称多胞体的生成矩阵; 计算得到所述最小可检测电流故障指标。
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