專利名稱：一種使用can通信數(shù)據(jù)協(xié)議的勵(lì)磁故障診斷方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于故障信息電子監(jiān)控裝置和故障診斷方法，特別是一種使用CAN通信數(shù)據(jù)協(xié)議的勵(lì)磁故障診斷方法及裝置。
背景技術(shù)：
勵(lì)磁系統(tǒng)是同步發(fā)電機(jī)的重要組成部分，其主要任務(wù)是向同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組提供一個(gè)可調(diào)的直流電流(電壓)，控制機(jī)端電壓恒定，滿足發(fā)電機(jī)正常發(fā)電的需要。同時(shí)控制發(fā)電機(jī)組間無功功率的合理分配，保證同步發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性，以滿足電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的需要，對(duì)發(fā)電機(jī)的運(yùn)行可靠性、經(jīng)濟(jì)性及其它特性有直接的影響。勵(lì)磁系統(tǒng)一般由兩部分組成一部分用于向發(fā)電機(jī)的磁場繞組提供直流電流，以建立直流磁場，稱為勵(lì)磁功率輸出部分(或稱為功率單元)；另一部分用于在正常運(yùn)行或發(fā)生事故時(shí)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流，包括勵(lì)磁調(diào)節(jié)器、強(qiáng)行勵(lì)磁和自動(dòng)滅磁等，稱為勵(lì)磁控制部分(或稱控制單元)?，F(xiàn)有勵(lì)磁系統(tǒng)設(shè)備檢測手段大都是人工提取故障特征信息(自動(dòng)提取為輔)， 以人工經(jīng)驗(yàn)作指導(dǎo)進(jìn)行故障分析、定位，存在診斷離線進(jìn)行，對(duì)維修人員要求過高等致命弱點(diǎn)，嚴(yán)重影響故障診斷的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性，研究并發(fā)展具有新型勵(lì)磁故障診斷系統(tǒng)顯得很有必要。隨著電子器件的集成化、小型化、智能化程度的不斷提高，勵(lì)磁監(jiān)控系統(tǒng)主要向著精度更高、尺寸更小、互換性更好、綜合功能更強(qiáng)、數(shù)字網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。期望在提高勵(lì)磁工作效率的同時(shí)，開發(fā)出結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、網(wǎng)絡(luò)能力強(qiáng)的新型故障信息通信與自動(dòng)診斷
直ο為了真正提高系統(tǒng)的可靠性和降低維修成本，需要在保證系統(tǒng)可靠性的基礎(chǔ)上， 對(duì)勵(lì)磁設(shè)備零部件的故障模式、故障機(jī)理，以及對(duì)設(shè)備運(yùn)行影響規(guī)律進(jìn)行研究，以確定出所需采集狀態(tài)信息的最小集和適當(dāng)?shù)臋z測方式，優(yōu)化測點(diǎn)布置，防止?fàn)顟B(tài)分析和故障診斷的盲目性，從而精確定位到故障元件。協(xié)同進(jìn)化作為自然界中物種之間自然進(jìn)化的重要形式， 為解決勵(lì)磁故障協(xié)同診斷問題提供了一條新的、卓有成效的途徑。在復(fù)雜勵(lì)磁故障診斷過程中，由不同類型的診斷模型通過協(xié)同進(jìn)化形式進(jìn)行故障診斷決策，可極大地提高診斷系統(tǒng)適應(yīng)診斷環(huán)境的靈活性和動(dòng)態(tài)適應(yīng)性。CAN (Control Area Network)總線作為現(xiàn)場總線的一種，最初為汽車應(yīng)用而由德國BOSCH公司設(shè)計(jì)研發(fā)，同其他總線相比具有較高的可靠性和性能價(jià)格比，應(yīng)用領(lǐng)域已從前期的汽車領(lǐng)域向過程工業(yè)、機(jī)械工業(yè)、數(shù)控機(jī)床、樓宇自動(dòng)化、醫(yī)療設(shè)備、嵌入式網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、家用電氣及數(shù)字智能儀表等領(lǐng)域擴(kuò)展，適合于勵(lì)磁裝置故障信息通信應(yīng)用方向。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種集成度高、精度高、檢測速度快，且具有CAN通信能力， 抗干擾能力強(qiáng)的勵(lì)磁故障診斷裝置及方法，實(shí)現(xiàn)適用于CAN網(wǎng)絡(luò)的勵(lì)磁故障自動(dòng)檢測過禾呈。
本發(fā)明的目的是以下述方式實(shí)現(xiàn)的一種使用CAN通信數(shù)據(jù)協(xié)議的勵(lì)磁故障診斷方法及裝置，包括微控制器1、CAN總線通信模塊2、LCD顯示、鍵盤與狀態(tài)監(jiān)控模塊3，CAN通信軟件模塊4，免疫協(xié)同故障診斷軟件模塊5，CAN總線通信模塊2、LCD顯示、鍵盤與狀態(tài)監(jiān)控模塊3中的狀態(tài)監(jiān)控電路環(huán)節(jié)均與微控制器1相連，LCD顯示、鍵盤與狀態(tài)監(jiān)控模塊3中的IXD顯示電路環(huán)節(jié)、鍵盤電路環(huán)節(jié)經(jīng)擴(kuò)展的8155芯片與微控制器1相連，CAN通信軟件模塊4，免疫協(xié)同故障診斷軟件模塊5均儲(chǔ)存于微控制器1的程序存儲(chǔ)器中。作為優(yōu)選，微控制器1為AT89C51單片機(jī)。作為優(yōu)選，CAN總線通信模塊2包括CAN控制器、CAN驅(qū)動(dòng)器和高速光電耦合器， CAN控制器的數(shù)據(jù)口 ADCTAD7與微控制器1的PO 口數(shù)據(jù)總線相連，CAN控制器的TXO和RXO 通過高速光電耦合器與CAN驅(qū)動(dòng)器的TXD和RXD相連。作為優(yōu)選，IXD顯示、鍵盤與狀態(tài)監(jiān)控模塊3包括IXD顯示電路環(huán)節(jié)、鍵盤電路環(huán)節(jié)和狀態(tài)監(jiān)控電路環(huán)節(jié)，IXD顯示電路環(huán)節(jié)用于顯示微控制器的工作狀態(tài)和通訊數(shù)據(jù)、鍵盤電路環(huán)節(jié)用于微控制器的工作參數(shù)和系統(tǒng)狀態(tài)輸入，狀態(tài)監(jiān)控電路環(huán)節(jié)包括CMOS監(jiān)控電路芯片，微控制器1的P0. 7作為MAX706的WDI輸入端。作為優(yōu)選，CAN通信軟件模塊4基于Basic CAN定義的設(shè)計(jì)了適合于勵(lì)磁故障信息傳輸?shù)腃AN應(yīng)用協(xié)議格式及工作流程。作為優(yōu)選，免疫協(xié)同故障診斷軟件模塊5借鑒免疫協(xié)同進(jìn)化機(jī)制，針對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)故障診斷問題求解特點(diǎn)和協(xié)同診斷模式，構(gòu)建了多診斷模型協(xié)同進(jìn)化診斷策略，基于現(xiàn)有不同診斷模型的診斷知識(shí)，自身不斷融合改進(jìn)相關(guān)診斷知識(shí)和診斷模型來實(shí)現(xiàn)對(duì)特定勵(lì)磁故障現(xiàn)象的診斷。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于集成度高、診斷速度快，且具有CAN通信能力，是一種抗干擾能力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡單的勵(lì)磁裝置故障信息自動(dòng)診斷裝置及方法，可實(shí)現(xiàn)勵(lì)磁裝置的CAN網(wǎng)絡(luò)故障信息通信和實(shí)時(shí)診斷。


圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
圖2為本發(fā)明的CAN總線通信模塊原理3為本發(fā)明的LCD顯示、鍵盤與狀態(tài)監(jiān)控模塊原理4為本發(fā)明的CAN通信軟件模塊工作流程5為本發(fā)明的CAN通信應(yīng)用協(xié)議結(jié)構(gòu)6為本發(fā)明的免疫協(xié)同故障診斷軟件模塊工作流程圖
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。作為本發(fā)明的一種實(shí)施方式，參閱圖1，包括微控制器1、CAN總線通信模塊2、IXD 顯示、鍵盤與狀態(tài)監(jiān)控模塊3，CAN通信軟件模塊4，免疫協(xié)同故障診斷軟件模塊5，CAN總線通信模塊2、LCD顯示、鍵盤與狀態(tài)監(jiān)控模塊3中的狀態(tài)監(jiān)控電路環(huán)節(jié)均與微控制器1相連， IXD顯示、鍵盤與狀態(tài)監(jiān)控模塊3中的IXD顯示電路環(huán)節(jié)、鍵盤電路環(huán)節(jié)經(jīng)擴(kuò)展的8155芯片與微控制器1相連，CAN通信軟件模塊4，免疫協(xié)同故障診斷軟件模塊5均儲(chǔ)存于微控制器1的程序存儲(chǔ)器中。微控制器1為AT89C51單片機(jī)。CAN總線通信模塊2包括CAN控制器、CAN驅(qū)動(dòng)器和高速光電耦合器，CAN控制器的數(shù)據(jù)口 ADCTAD7與微控制器1的PO 口數(shù)據(jù)總線相連，CAN控制器的TXO和RXO通過高速光電耦合器與CAN驅(qū)動(dòng)器的TXD和RXD相連。 IXD顯示、鍵盤與狀態(tài)監(jiān)控模塊3包括IXD顯示電路環(huán)節(jié)、鍵盤電路環(huán)節(jié)和狀態(tài)監(jiān)控電路環(huán)節(jié)，IXD顯示電路環(huán)節(jié)用于顯示微控制器1的工作狀態(tài)和通訊數(shù)據(jù)、鍵盤電路環(huán)節(jié)用于微控制器1的工作參數(shù)和系統(tǒng)狀態(tài)輸入，狀態(tài)監(jiān)控電路環(huán)節(jié)包括CMOS監(jiān)控電路芯片，微控制器 1的P0. 7作為MAX706的WDI輸入端。參閱圖2，為本發(fā)明的CAN總線通信模塊2的電路原理圖，其主要由PLILIPS公司的CAN控制器型號(hào)為SJA1000、CAN驅(qū)動(dòng)器型號(hào)為PCA82C250和高速光電耦合器6附37來實(shí)現(xiàn)CAN通信功能，CAN控制器和微控制器1內(nèi)部各自都有時(shí)鐘產(chǎn)生電路，為了避免時(shí)鐘輸入驅(qū)動(dòng)能力不夠或錯(cuò)誤所造成的SJA1000不工作，特別采用了雙晶振方案SJA1000的數(shù)據(jù)口 ADO—AD7與微控制器1的PO 口數(shù)據(jù)總線相連。微控制器1的P2. 7作為SJA1000的片選信號(hào)，由ALE、WR、RD控制SJA1000數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收；SJA1000使用中斷方式來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)接收和發(fā)送，SJA1000的16腳是中斷信號(hào)輸出，使用微控制器1的外部中斷1響應(yīng)SJA1000產(chǎn)生的中斷；同時(shí)SJA1000的TX腳懸空，RXl引腳的電位要維持在0. 5VCC以上，以形成CAN協(xié)議要求的電平邏輯；外加一個(gè)總線驅(qū)動(dòng)芯片PCA82C250提高驅(qū)動(dòng)能力，SJA1000的TXO和RXO 通過高速光電耦合器6N137，與82C250的TXD和RXD相連，以實(shí)現(xiàn)電氣隔離，增強(qiáng)CAN總線抗干擾能力，同時(shí)在光耦部分電路中，兩個(gè)電源VCC和VDD完全隔離；在82C250的CANH和 CAHL間設(shè)置有120 Ω電阻，保護(hù)82C250免受過流的沖擊。參閱圖3，為本發(fā)明的IXD顯示、鍵盤與狀態(tài)監(jiān)控模塊3，由擴(kuò)展8155、1602IXD顯示電路環(huán)節(jié)、鍵盤電路環(huán)節(jié)和狀態(tài)監(jiān)控電路環(huán)節(jié)構(gòu)成，用于顯示微控制器1的工作狀態(tài)、通訊數(shù)據(jù)及監(jiān)控工作參數(shù)和系統(tǒng)狀態(tài)。8155的CE和Ι0/Μ分別接微控制器1的Ρ2. 6和Ρ2. 0， 數(shù)據(jù)線接微控制器1的Ρ0. (ΓΡ0. 7，8155的PA 口構(gòu)成8個(gè)獨(dú)立式功能鍵盤，PC 口用作設(shè)備備妥、運(yùn)行數(shù)字量等開關(guān)量信息的輸入通道，1602液晶器件的數(shù)據(jù)端D(TD7雙向數(shù)據(jù)線接8155的PB. (ΓΡΒ. 7，作為顯示數(shù)據(jù)輸出口，1602液晶器件的E使能端口接微控制器1的 P3. 5，Rff接P3. 6進(jìn)行讀寫操作，RS接P3. 7選擇寄存器，VDD和VSS分別接+5V電源和地， 在連上IOK電位器，可以用來調(diào)節(jié)顯示器對(duì)比度，IXD要顯示系統(tǒng)空閑狀態(tài)，在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)送、接收或者轉(zhuǎn)換時(shí)顯示系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理狀態(tài)和特定的數(shù)據(jù)通信信息?？蓪?duì)1602液晶器件的空閑端口 A和K接上電源和地來顯示背光，使顯示效果更明顯。狀態(tài)監(jiān)控電路環(huán)節(jié)采用了 Maxim公司出產(chǎn)的低功耗CMOS監(jiān)控電路芯片MAX706，微控制器1用管腳P0. 7作為MAX706 的WDI輸入端，使用內(nèi)部定時(shí)器Tl產(chǎn)生定時(shí)60毫秒中斷，在Tl中斷服務(wù)程序中對(duì)WDI端口實(shí)現(xiàn)電平的高低變化，“看門狗”定時(shí)器清零并重新開始計(jì)時(shí)。如果在1. 6秒內(nèi)在WDI端口沒有高低電平變化，則在MAX706的RST端口輸出低電平，由于微控制器1的復(fù)位是利用高電平復(fù)位，需要在MAX706的RESET端通過一個(gè)三極管連接到微控制器1的復(fù)位端口。在三極管的C端接一個(gè)值為IOK的上拉電阻，該三極管起到反向的作用，在MAX的RESET引腳上有低電平時(shí)，就能夠順利復(fù)位。在系統(tǒng)跑飛情況下，系統(tǒng)復(fù)位重新開始工作。參閱圖4，為本發(fā)明的CAN通信軟件模塊4工作流程，該模塊可按照主機(jī)請(qǐng)求，將指定寄存器內(nèi)容移入暫存區(qū)，再次調(diào)用偶校驗(yàn)計(jì)算出新校驗(yàn)值，從而形成響應(yīng)幀，禁止接收中斷，使能發(fā)送中斷，程序再次跳人中斷服務(wù)程序中，將響應(yīng)數(shù)據(jù)信息從CAN 口發(fā)送至主機(jī)。當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)送完畢后，程序禁止發(fā)送中斷、使能接收中斷，為下次接收主機(jī)的查詢命令做準(zhǔn)備。程序每跳入一次中斷服務(wù)程序，都要查詢中斷標(biāo)志寄存器的狀態(tài)，才能判斷是發(fā)生了接收中斷還是發(fā)送中斷。進(jìn)入接收中斷服務(wù)程序時(shí)，中斷接收來自主機(jī)的請(qǐng)求幀，只有在一個(gè)完整請(qǐng)求幀讀完后，才對(duì)主機(jī)發(fā)送命令進(jìn)行處理，并調(diào)用偶校驗(yàn)?zāi)K運(yùn)算請(qǐng)求幀數(shù)據(jù)及進(jìn)行比較。如果偶校驗(yàn)出錯(cuò)，則退出幀處理模塊，放棄出錯(cuò)幀；只有偶校驗(yàn)正確，才進(jìn)行下一步處理并形成響應(yīng)幀。參閱圖5，為本發(fā)明的CAN通信應(yīng)用協(xié)議結(jié)構(gòu)，CAN協(xié)議最大特點(diǎn)是廢除了傳統(tǒng)的站地址編碼方式，代之以對(duì)數(shù)據(jù)通信塊進(jìn)行編碼，任意節(jié)點(diǎn)均可主動(dòng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)上的其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，基于BasicCAN的CAN通信應(yīng)用協(xié)議定義了特定的勵(lì)磁故障信息通信模式，(1) ID10-ID3—表示勵(lì)磁診斷裝置的地址，8個(gè)二進(jìn)制位可以表示128個(gè)站點(diǎn)，該勵(lì)磁診斷裝置地址設(shè)置為11000011 ； (2) ID2-ID0—保留，設(shè)置固定值為111 ；RTR-表示數(shù)據(jù)幀或遠(yuǎn)程幀 “0”代表數(shù)據(jù)幀；“1”代表遠(yuǎn)程幀，只用到了數(shù)據(jù)幀，固定RTR為“0”。(3)數(shù)據(jù)域中，取數(shù)據(jù)第一個(gè)字節(jié)的后四位表示數(shù)據(jù)的類型，前四位固定為1111，后四位為0000表示“勵(lì)磁診斷裝置自身配置信息” ；0001表示“勵(lì)磁診斷裝置自檢信息” ；0010表示“發(fā)送廣播信息”； 0011表示“發(fā)送命令信息”。當(dāng)為命令信息時(shí)，采用數(shù)據(jù)第二個(gè)字節(jié)來表示命令的種類，8 位二進(jìn)制位可以表示128種命令種類。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，采用的CAN通信命令主要有18種， 其含義和具體編碼格式如下0xll-主機(jī)發(fā)給勵(lì)磁診斷裝置的“準(zhǔn)備接收”指令；0x12-主機(jī)發(fā)給勵(lì)磁診斷裝置的“準(zhǔn)備工作自檢”指令；0x13-主機(jī)發(fā)給勵(lì)磁診斷裝置的“寫系統(tǒng)裝置設(shè)置信息”指令；0x14-主機(jī)發(fā)給勵(lì)磁診斷裝置的“寫機(jī)組工作參數(shù)信息”指令；0x15-主機(jī)發(fā)給勵(lì)磁診斷裝置的“寫保護(hù)投退控制信息”指令；0x16-主機(jī)發(fā)給勵(lì)磁診斷裝置的“寫工作通道系數(shù)信息”指令；0x22-勵(lì)磁診斷裝置發(fā)給主機(jī)的“請(qǐng)求發(fā)送系統(tǒng)裝置設(shè)置信息” 指令；0x23-勵(lì)磁診斷裝置發(fā)給主機(jī)的“請(qǐng)求發(fā)送保護(hù)投退控制信息”指令；0x24-勵(lì)磁診斷裝置發(fā)給主機(jī)的“請(qǐng)求發(fā)送工作指示燈狀態(tài)信息”指令；0x25-勵(lì)磁診斷裝置發(fā)給主機(jī)的 “請(qǐng)求發(fā)送工作狀態(tài)開入量信息”指令；0x26-勵(lì)磁診斷裝置發(fā)給主機(jī)的“請(qǐng)求發(fā)送系統(tǒng)裝置與機(jī)組工作參數(shù)信息”指令；0x27-勵(lì)磁診斷裝置發(fā)給主機(jī)的“請(qǐng)求發(fā)送工作通道系數(shù)信息”指令；0x28-勵(lì)磁診斷裝置發(fā)給主機(jī)的“請(qǐng)求發(fā)送測量顯示數(shù)據(jù)信息”指令；0x29-勵(lì)磁診斷裝置發(fā)給主機(jī)的“請(qǐng)求發(fā)送檢測波形信息”指令；0x33-主機(jī)發(fā)給勵(lì)磁診斷裝置的“請(qǐng)求發(fā)送勵(lì)磁診斷裝置自檢信息”指令；0x44- “發(fā)送完畢”指令；0x55- “錯(cuò)誤/超時(shí)重發(fā)”; 0x66- “接收完畢”指令；(4)在數(shù)據(jù)域中，取數(shù)據(jù)第一個(gè)字節(jié)的后六位表示特定類型狀態(tài)數(shù)據(jù)，前兩位固定為11，后六位為100000為“設(shè)備聯(lián)接好信息”；100001為“系統(tǒng)裝置設(shè)置信息”；100010為“保護(hù)投退控制信息”；100011為“工作指示燈狀態(tài)信息”；100100為“工作狀態(tài)開入量信息”;100101為“系統(tǒng)裝置與機(jī)組工作參數(shù)信息”;100110為“工作通道系數(shù)信息”；100111為“測量顯示數(shù)據(jù)信息”；101000為“檢測波形信息”；101100為“設(shè)備工作正?！?；110000 “設(shè)備故障”；(5)數(shù)據(jù)最后一位定義為校驗(yàn)位，采用校驗(yàn)方法為偶校驗(yàn)。從數(shù)據(jù)幀的標(biāo)識(shí)符開始進(jìn)行校驗(yàn)，到數(shù)據(jù)結(jié)束。當(dāng)數(shù)據(jù)里有奇數(shù)個(gè)1時(shí)，校驗(yàn)位為1 ；為偶數(shù)時(shí)， 校驗(yàn)位為0。參閱圖6，為本發(fā)明的免疫協(xié)同故障診斷軟件模塊5工作流程，在免疫學(xué)研究中，各種免疫細(xì)胞之間的相互促進(jìn)和抑制現(xiàn)象可以理解為一種特有的協(xié)同進(jìn)化形式一免疫協(xié)同進(jìn)化，可借鑒免疫協(xié)同進(jìn)化機(jī)制，針對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)故障診斷問題求解特點(diǎn)和協(xié)同診斷模式，提出了一種多診斷模型協(xié)同進(jìn)化診斷策略，免疫協(xié)同診斷計(jì)算的主要構(gòu)成要素是各個(gè)免疫診斷細(xì)胞群體、免疫診斷細(xì)胞的診斷進(jìn)化算法和細(xì)胞種群調(diào)節(jié)機(jī)制等，進(jìn)化采用基本免疫算法，免疫協(xié)同診斷策略可形式化描述如下
ICED = (Cl 診斷種群數(shù)，
CEDA =
,CfPDN,CEDA, CPCM),其中CPD 免疫細(xì)胞診斷種群，CPDN 免疫細(xì)胞
權(quán)利要求
1.一種使用CAN通信數(shù)據(jù)協(xié)議的勵(lì)磁故障診斷方法及裝置，包括微控制器1、CAN總線通信模塊2、LCD顯示、鍵盤與狀態(tài)監(jiān)控模塊3，CAN通信軟件模塊4，免疫協(xié)同故障診斷軟件模塊5，CAN總線通信模塊2、LCD顯示、鍵盤與狀態(tài)監(jiān)控模塊3中的狀態(tài)監(jiān)控電路環(huán)節(jié)均與微控制器1相連，IXD顯示、鍵盤與狀態(tài)監(jiān)控模塊3中的IXD顯示電路環(huán)節(jié)、鍵盤電路環(huán)節(jié)經(jīng)擴(kuò)展的8155芯片與微控制器1相連，CAN通信軟件模塊4，免疫協(xié)同故障診斷軟件模塊5 均儲(chǔ)存于微控制器1的程序存儲(chǔ)器中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用CAN通信數(shù)據(jù)協(xié)議的勵(lì)磁故障診斷方法及裝置，其特征在于所述微控制器1為AT89C51單片機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用CAN通信數(shù)據(jù)協(xié)議的勵(lì)磁故障診斷方法及裝置，其特征在于根據(jù)權(quán)利要求1所述的CAN總線通信模塊2包括CAN控制器、CAN驅(qū)動(dòng)器和高速光電耦合器，所述CAN控制器的數(shù)據(jù)口 ADCTAD7與微控制器1的PO 口數(shù)據(jù)總線相連，CAN控制器的TXO和RXO通過高速光電耦合器與CAN驅(qū)動(dòng)器的TXD和RXD相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用CAN通信數(shù)據(jù)協(xié)議的勵(lì)磁故障診斷方法及裝置，其特征在于所述LCD顯示、鍵盤與狀態(tài)監(jiān)控電路模塊LCD顯示、鍵盤與狀態(tài)監(jiān)控模塊3包括LCD 顯示電路環(huán)節(jié)、鍵盤電路環(huán)節(jié)和狀態(tài)監(jiān)控電路環(huán)節(jié)，LCD顯示電路環(huán)節(jié)用于顯示微控制器1 的工作狀態(tài)和通訊數(shù)據(jù)、鍵盤電路環(huán)節(jié)用于微控制器1的工作參數(shù)和系統(tǒng)狀態(tài)輸入，狀態(tài)監(jiān)控電路環(huán)節(jié)包括CMOS監(jiān)控電路芯片，微控制器1的P0. 7作為MAX706的WDI輸入端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用CAN通信數(shù)據(jù)協(xié)議的勵(lì)磁故障診斷方法及裝置，其特征在于所述CAN通信軟件模塊4包括了基于BasicCAN定義了特定的勵(lì)磁故障信息通信協(xié)議模式，該模塊可按照主機(jī)請(qǐng)求，將指定寄存器內(nèi)容移入暫存區(qū)，再次調(diào)用偶校驗(yàn)計(jì)算出新校驗(yàn)值，從而形成響應(yīng)幀。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的特定的勵(lì)磁故障信息通信協(xié)議模式，其特征在于，采用① ID10-ID3—表示勵(lì)磁診斷裝置的地址，8個(gè)二進(jìn)制位可以表示128個(gè)站點(diǎn)，該勵(lì)磁診斷裝置地址設(shè)置為11000011 ；②ID2-ID0—保留，設(shè)置固定值為111 ；RTR-表示數(shù)據(jù)幀或遠(yuǎn)程幀 “0”代表數(shù)據(jù)幀；“ 1”代表遠(yuǎn)程幀，只用到了數(shù)據(jù)幀，固定RTR為“0” ；③數(shù)據(jù)域中，取數(shù)據(jù)第一個(gè)字節(jié)的后四位表示數(shù)據(jù)的類型，前四位固定為1111，后四位為0000表示“勵(lì)磁診斷裝置自身配置信息”;0001表示“勵(lì)磁診斷裝置自檢信息”;0010表示“發(fā)送廣播信息”;0011 表示“發(fā)送命令信息”，當(dāng)為命令信息時(shí)，采用數(shù)據(jù)第二個(gè)字節(jié)來表示命令的種類，8位二進(jìn)制位可以表示128種命令種類；④在數(shù)據(jù)域中，取數(shù)據(jù)第一個(gè)字節(jié)的后六位表示特定類型狀態(tài)數(shù)據(jù)，前兩位固定為11，后六位為100000為“設(shè)備聯(lián)接好信息”；100001為“系統(tǒng)裝置設(shè)置信息”；100010為“保護(hù)投退控制信息”；100011為“工作指示燈狀態(tài)信息”；100100為 “工作狀態(tài)開入量信息”；100101為“系統(tǒng)裝置與機(jī)組工作參數(shù)信息”；100110為“工作通道系數(shù)信息”；100111為“測量顯示數(shù)據(jù)信息”；101000為“檢測波形信息”；101100為“設(shè)備工作正?！?；110000 “設(shè)備故障”；⑤數(shù)據(jù)最后一位定義為校驗(yàn)位，采用校驗(yàn)方法為偶校驗(yàn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的命令種類，其特征在于，設(shè)計(jì)采用的CAN通信協(xié)議命令主要有18種，其含義和具體編碼格式如下0xll-主機(jī)發(fā)給勵(lì)磁診斷裝置的“準(zhǔn)備接收”指令； 0x12-主機(jī)發(fā)給勵(lì)磁診斷裝置的“準(zhǔn)備工作自檢”指令；0x13-主機(jī)發(fā)給勵(lì)磁診斷裝置的 “寫系統(tǒng)裝置設(shè)置信息”指令；0x14-主機(jī)發(fā)給勵(lì)磁診斷裝置的“寫機(jī)組工作參數(shù)信息”指令；0x15-主機(jī)發(fā)給勵(lì)磁診斷裝置的“寫保護(hù)投退控制信息”指令；0x16-主機(jī)發(fā)給勵(lì)磁診斷裝置的“寫工作通道系數(shù)信息”指令；0x22-勵(lì)磁診斷裝置發(fā)給主機(jī)的“請(qǐng)求發(fā)送系統(tǒng)裝置設(shè)置信息”指令；0x23-勵(lì)磁診斷裝置發(fā)給主機(jī)的“請(qǐng)求發(fā)送保護(hù)投退控制信息”指令； 0x24-勵(lì)磁診斷裝置發(fā)給主機(jī)的“請(qǐng)求發(fā)送工作指示燈狀態(tài)信息”指令；0x25-勵(lì)磁診斷裝置發(fā)給主機(jī)的“請(qǐng)求發(fā)送工作狀態(tài)開入量信息”指令；0x26-勵(lì)磁診斷裝置發(fā)給主機(jī)的“請(qǐng)求發(fā)送系統(tǒng)裝置與機(jī)組工作參數(shù)信息”指令；0x27-勵(lì)磁診斷裝置發(fā)給主機(jī)的“請(qǐng)求發(fā)送工作通道系數(shù)信息”指令；0x28-勵(lì)磁診斷裝置發(fā)給主機(jī)的“請(qǐng)求發(fā)送測量顯示數(shù)據(jù)信息”指令；0x29-勵(lì)磁診斷裝置發(fā)給主機(jī)的“請(qǐng)求發(fā)送檢測波形信息”指令；0x33-主機(jī)發(fā)給勵(lì)磁診斷裝置的“請(qǐng)求發(fā)送勵(lì)磁診斷裝置自檢信息”指令；0x44- “發(fā)送完畢”指令；0x55- “錯(cuò)誤/ 超時(shí)重發(fā)”;0x66 - “接收完畢”指令。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用CAN通信數(shù)據(jù)協(xié)議的勵(lì)磁故障診斷方法及裝置，其特征在于所述免疫協(xié)同故障診斷軟件模塊5包括了基于免疫協(xié)同進(jìn)化機(jī)制的一種多診斷模型協(xié)同進(jìn)化診斷策略，可根據(jù)勵(lì)磁系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、故障特點(diǎn)對(duì)復(fù)雜勵(lì)磁故障診斷問題進(jìn)行分解， 運(yùn)用多種勵(lì)磁故障診斷模型，在勵(lì)磁診斷子結(jié)論集中隨機(jī)選取一定數(shù)目的診斷子結(jié)論，用于構(gòu)成歷次故障診斷協(xié)同體(完全解)，測試勵(lì)磁診斷結(jié)論的親合度，協(xié)同實(shí)現(xiàn)復(fù)雜勵(lì)磁故障診斷。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的多診斷模型協(xié)同進(jìn)化診斷策略，其特征在于，主要構(gòu)成要素是各個(gè)免疫診斷細(xì)胞群體、免疫診斷細(xì)胞的診斷進(jìn)化算法和細(xì)胞種群調(diào)節(jié)機(jī)制等，可形式化描述如下 ICED = (CTD, CPDN, CEDA, CPCM) , CPD為免疫細(xì)胞診斷種群；CPDN為免疫細(xì)胞診斷種群數(shù)；CEDA為診斷種群的免疫協(xié)同診斷算法，分為PCM協(xié)作任務(wù)評(píng)估，CEDP協(xié)同進(jìn)化算子，EDV協(xié)同評(píng)價(jià)三個(gè)協(xié)同環(huán)節(jié)；CPCM為免疫細(xì)胞進(jìn)化種群控制模式，包括CPO種群規(guī)模算子，CPD種群濃度調(diào)節(jié)，CPA種群進(jìn)化目標(biāo)函數(shù)，CPE種群評(píng)價(jià)方式四個(gè)控制環(huán)節(jié)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的多診斷模型協(xié)同進(jìn)化診斷策略，其特征在于，勵(lì)磁診斷過程可分為六個(gè)步驟，①gen 1=1，故障診斷論域?yàn)閯?lì)磁設(shè)備故障集合F= (F1，…，F(xiàn)i,'",FJ,診斷模型集合為FDM= (FDM1, -,FDMi, -,FDMj，M為設(shè)備故障模型數(shù)，F(xiàn)DMi為第i個(gè)勵(lì)磁故障診斷模型；②針對(duì)某個(gè)勵(lì)磁診斷任務(wù)FDM_TASK，初始化勵(lì)磁故障診斷模型群體FDM，分配各診斷模型權(quán)重W=Iw1,…，Wi,…，wM}，Wi表示診斷模型FDMi在診斷故障任務(wù)FDM_TASK中的診斷重要度，且滿足t 1 ；③各故障模型FDMjf勵(lì)磁診斷任務(wù)FDM_TASK，給出各自診斷子結(jié)論FDRHFDRi，…，F(xiàn)DRi,…，F(xiàn)DRJ，計(jì)算每個(gè)診斷模型個(gè)體FDMi親合度和濃度，評(píng)價(jià) FDM_TASK勵(lì)磁故障診斷效果，若滿足勵(lì)磁故障診斷結(jié)束條件，則轉(zhuǎn)向⑥；④gen I=gen I +1，對(duì)勵(lì)磁故障診斷模型群體FDM，基于親合度和濃度值從上一代群體中選取新一代群體； ⑤將免疫算子(克隆、突變、抑制)應(yīng)用到群體的個(gè)體中，獲得新的勵(lì)磁故障診斷模型群體 FDM，并分配新診斷模型權(quán)重W= Iw1,…，Wi，…，％}，轉(zhuǎn)向③；⑥勵(lì)磁故障診斷結(jié)束。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種使用CAN通信數(shù)據(jù)協(xié)議的勵(lì)磁故障診斷方法及裝置，包括微控制器1、CAN總線通信模塊2、LCD顯示、鍵盤與狀態(tài)監(jiān)控模塊3，CAN通信軟件模塊4，免疫協(xié)同故障診斷軟件模塊5，CAN總線通信模塊2、LCD顯示、鍵盤與狀態(tài)監(jiān)控模塊3中的狀態(tài)監(jiān)控電路環(huán)節(jié)均與微控制器1相連，LCD顯示、鍵盤與狀態(tài)監(jiān)控模塊3中的LCD顯示電路環(huán)節(jié)、鍵盤電路環(huán)節(jié)經(jīng)擴(kuò)展的8155芯片與微控制器1相連，CAN通信軟件模塊4，免疫協(xié)同故障診斷軟件模塊5均儲(chǔ)存于微控制器1的程序存儲(chǔ)器中。本發(fā)明為集成度高、精度高、檢測速度快，且具有CAN通信能力，抗干擾能力強(qiáng)的勵(lì)磁故障診斷方法及裝置，微控制器1利用CAN總線通信模塊2和CAN通信軟件模塊4，可接入CAN網(wǎng)絡(luò)完成勵(lì)磁裝置工作監(jiān)控任務(wù)，微控制器1的免疫協(xié)同故障診斷軟件模塊5可根據(jù)勵(lì)磁系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、故障特點(diǎn)對(duì)復(fù)雜勵(lì)磁故障診斷問題進(jìn)行自動(dòng)診斷。
文檔編號(hào)G05B23/02GK102508486SQ20111035230
公開日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月9日
發(fā)明者李偉 申請(qǐng)人:李偉