基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的控制系統(tǒng)傳感器故障診斷方法

式中：y(k)是傳感器實(shí)際輸出；u(k)是系統(tǒng)實(shí)際輸入；f(?)代表某個(gè)未知的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)(壓鑄機(jī))的非線(xiàn)性關(guān)系；n，l，d分別代表系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的階次和時(shí)間延遲，并且假設(shè)u(k)，y(k)是可測(cè)的。
利用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的徑向基函數(shù)來(lái)逼近f(?)。將函數(shù)：

作為RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練模型輸入層的輸入，通過(guò)上述隱含層高斯徑向基函數(shù)進(jìn)行非線(xiàn)性變換，再利用上述模糊K均值聚類(lèi)算法來(lái)選取聚類(lèi)中心和訓(xùn)練權(quán)值，最后得到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的輸出：

式中：y(k)為輸出層的輸出；ωi為修正后的權(quán)值；Fi(k)為第i個(gè)隱層節(jié)點(diǎn)的輸出；θ為輸出層節(jié)點(diǎn)的閥值，并將y(k)與當(dāng)前系統(tǒng)的實(shí)際輸出y (k)進(jìn)行比較，得到殘差δ(k)。若δ(k)小于預(yù)定閥值θ，表示傳感器正常工作，此時(shí)采用系統(tǒng)實(shí)際輸出的數(shù)據(jù)；若δ(k)大于預(yù)定閥值θ，說(shuō)明傳感器發(fā)生故障，此時(shí)采用RBFNN觀測(cè)器的觀測(cè)數(shù)據(jù)作為系統(tǒng)的真實(shí)輸出，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的恢復(fù)功能。
3．2 仿真實(shí)驗(yàn)
在壓鑄機(jī)系統(tǒng)各傳感器正常工作時(shí)連續(xù)采集52組相關(guān)數(shù)據(jù)，將其分成2組，前40組用于對(duì)RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行離線(xiàn)訓(xùn)練，以構(gòu)建RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)觀測(cè)器；后12組用于對(duì)訓(xùn)練好的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行測(cè)試。表1為訓(xùn)練樣本庫(kù)中的部分?jǐn)?shù)據(jù)。