權(quán)利要求書： 1.一種基于大數(shù)據(jù)的直流無刷風(fēng)機(jī)控制器故障監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括故障數(shù)據(jù)庫、電變量監(jiān)測模塊、物理變量監(jiān)測模塊、比對分析模塊以及故障預(yù)警模塊；

所述故障數(shù)據(jù)庫內(nèi)存儲有若干出現(xiàn)故障的風(fēng)機(jī)的歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)；

所述電變量監(jiān)測模塊包括電流表、電壓表以及編碼器；所述電流表用于檢測控制器的輸出電流值；所述電壓表用于檢測控制器的輸出電壓值；所述編碼器用于檢測風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速；

所述物理變量監(jiān)測模塊包括紅外溫度檢測單元、噪聲檢測單元以及扇葉檢測單元；所述紅外溫度檢測單元用于獲取控制器以及風(fēng)機(jī)的紅外檢測圖像；所述噪聲檢測單元用于獲取風(fēng)機(jī)運(yùn)行時的噪聲分貝；所述扇葉檢測單元用于檢測與扇葉之間的距離；

所述比對分析模塊包括比對單元以及分析單元，所述比對單元用于將檢測到的數(shù)據(jù)與故障數(shù)據(jù)庫內(nèi)的歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，并輸出比對結(jié)果；所述分析單元用于對檢測到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并輸出分析結(jié)果；

所述故障預(yù)警模塊用于對比對結(jié)果和分析結(jié)果進(jìn)行評估，得到故障預(yù)警結(jié)果；

所述電變量監(jiān)測模塊配置有電變量監(jiān)測策略，所述電變量監(jiān)測策略包括：設(shè)置風(fēng)機(jī)的額定運(yùn)行功率；當(dāng)風(fēng)機(jī)處于額定運(yùn)行功率進(jìn)行運(yùn)作時，每間隔第一電變量檢測時間通過電流表、電壓表以及編碼器獲取一次輸出電流值、輸出電壓值以及轉(zhuǎn)速；

所述比對單元配置有比對策略，所述比對策略包括：從故障數(shù)據(jù)庫內(nèi)篩選與額定運(yùn)行功率相同的出現(xiàn)故障的風(fēng)機(jī)的歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)；

從歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)中獲取風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障前第一數(shù)量的輸出電流值、輸出電壓值以及轉(zhuǎn)速；并分別設(shè)置為故障電流值、故障電壓值以及故障轉(zhuǎn)速；其中，第一數(shù)量的故障電流值、故障電壓值以及故障轉(zhuǎn)速分別間隔第一電變量檢測時間；

將第一數(shù)量的故障電流值通過方差計算公式求得電流故障方差值；

將第一數(shù)量的故障電壓值通過方差計算公式求得電壓故障方差值；

將第一數(shù)量的故障電流值、故障電壓值以及故障轉(zhuǎn)速通過轉(zhuǎn)速故障參考公式求得轉(zhuǎn)速故障參考值；所述轉(zhuǎn)速故障參考公式配置為： ；其中，Czg為轉(zhuǎn)速故障參考值，IG為故障電流值，UG為故障電壓值，G為故障轉(zhuǎn)速，α為功率與轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)換系數(shù)，n為第一數(shù)量；

將第一數(shù)量的輸出電流值通過方差計算公式求得電流比對方差值；

將第一數(shù)量的輸出電壓值通過方差計算公式求得電壓比對方差值；

將第一數(shù)量的輸出電流值、輸出電壓值以及轉(zhuǎn)速通過轉(zhuǎn)速監(jiān)測公式求得轉(zhuǎn)速比對值；

所述轉(zhuǎn)速監(jiān)測公式配置為： ；其中，Czj為轉(zhuǎn)速比對值，IJ為輸出電流值，UJ為輸出電壓值，J為轉(zhuǎn)速；

將電流故障方差值、電壓故障方差值、轉(zhuǎn)速故障參考值、電流比對方差值、電壓比對方差值以及轉(zhuǎn)速比對值通過電變量比對公式求得電變量比對差值；所述電變量比對公式配置為： ；其中，Cd為電變量比對差值，F(xiàn)gl為電流故障方差值，F(xiàn)bl為電流比對方差值，F(xiàn)gy為電壓故障方差值，F(xiàn)by為電壓比對方差值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于大數(shù)據(jù)的直流無刷風(fēng)機(jī)控制器故障監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述物理變量監(jiān)測模塊配置有物理變量監(jiān)測策略，所述物理變量監(jiān)測策略包括：當(dāng)風(fēng)機(jī)處于額定運(yùn)行功率進(jìn)行運(yùn)作時，每間隔第一物理變量檢測時間通過紅外溫度檢測單元以及噪聲檢測單元獲取一次紅外檢測圖像以及噪聲分貝；

將風(fēng)機(jī)設(shè)定在第一轉(zhuǎn)速進(jìn)行運(yùn)作，通過扇葉檢測單元持續(xù)獲取與扇葉之間的距離。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于大數(shù)據(jù)的直流無刷風(fēng)機(jī)控制器故障監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述分析單元配置有紅外分析策略，所述紅外分析策略包括：將紅外檢測區(qū)域進(jìn)行劃分，根據(jù)風(fēng)機(jī)和控制器的位置給劃分后的區(qū)域進(jìn)行賦值，并設(shè)定為區(qū)域權(quán)重值；

將檢測到的紅外檢測圖像根據(jù)紅外成像等級進(jìn)行劃分；

獲取劃分后的區(qū)域內(nèi)的不同等級的紅外成像的面積，將紅外成像的面積與等級進(jìn)行相乘得到第一成像值，將劃分后的區(qū)域內(nèi)的不同等級的紅外成像的第一成像值進(jìn)行相加得到區(qū)域成像值；

再將區(qū)域成像值與區(qū)域權(quán)重值進(jìn)行相乘得到區(qū)域風(fēng)險值；

將紅外檢測區(qū)域內(nèi)所有的區(qū)域風(fēng)險值相加得到紅外檢測風(fēng)險值。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于大數(shù)據(jù)的直流無刷風(fēng)機(jī)控制器故障監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述分析單元還配置有噪聲分析策略，所述噪聲分析策略包括：每獲取到第一數(shù)量的噪聲分貝進(jìn)行一次噪聲檢測計算，通過噪聲檢測公式計算得到噪聲參考值；

所述噪聲檢測公式配置為： ；其中，Czs為噪聲參考值，dB1至dBn分別為第一數(shù)量的噪聲分貝，dBc為標(biāo)準(zhǔn)噪聲值。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于大數(shù)據(jù)的直流無刷風(fēng)機(jī)控制器故障監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述分析單元還配置有扇葉分析策略，所述扇葉分析策略包括：將風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動一圈獲取到的與扇葉之間的距離繪制距離波動圖；距離波動圖的橫坐標(biāo)為轉(zhuǎn)動圈數(shù)，縱坐標(biāo)為與扇葉之間的距離；

每間隔1/m圈數(shù)獲取一次距離波動圖的縱坐標(biāo)數(shù)值，并將獲取到的若干縱坐標(biāo)數(shù)值通過扇葉波動公式求得扇葉波動參考值，其中，m為扇葉的數(shù)量；所述扇葉波動公式配置為：；其中，Csy為扇葉波動參考值，S1至Sm分別為獲取到的若干縱坐標(biāo)

數(shù)值，Sc距離標(biāo)準(zhǔn)值。

6.根據(jù)權(quán)利要求2?5任意一項所述的一種基于大數(shù)據(jù)的直流無刷風(fēng)機(jī)控制器故障監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述故障預(yù)警模塊配置有故障預(yù)警策略，所述故障預(yù)警策略包括：當(dāng)電變量比對差值小于等于第一比對閾值時，輸出電變量高風(fēng)險故障信號；當(dāng)電變量比對差值大于第一比對閾值且小于等于第二比對閾值時，輸出電變量中風(fēng)險故障信號；當(dāng)電變量比對差值大于第二比對閾值時，輸出電變量低風(fēng)險故障信號；

將紅外檢測風(fēng)險值、噪聲參考值以及扇葉波動參考值通過物理變量預(yù)警公式求得物理變量預(yù)警值；所述物理變量預(yù)警公式配置為： ；其中，Ywb為物理變量預(yù)警值，Chw為紅外檢測風(fēng)險值，f1為紅外檢測風(fēng)險占比系數(shù)，f2為噪聲檢測風(fēng)險占比系數(shù)，f3為扇葉檢測風(fēng)險占比系數(shù)，f1、f2和f3均大于0，且f1+f2+f3=1；

當(dāng)物理變量預(yù)警值大于等于第一物理變量閾值時，輸出物理變量高風(fēng)險故障信號；當(dāng)物理變量預(yù)警值大于等于第二物理變量閾值且小于第一物理變量閾值時，輸出物理變量中風(fēng)險故障信號；當(dāng)物理變量預(yù)警值小于第二物理變量閾值時，輸出物理變量低風(fēng)險故障信號。

說明書： 一種基于大數(shù)據(jù)的直流無刷風(fēng)機(jī)控制器故障監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明屬于風(fēng)機(jī)監(jiān)測領(lǐng)域，涉及故障監(jiān)測技術(shù)，具體是一種基于大數(shù)據(jù)的直流無刷風(fēng)機(jī)控制器故障監(jiān)測系統(tǒng)。背景技術(shù)[0002] 風(fēng)機(jī)是依靠輸入的機(jī)械能，提高氣體壓力并排送氣體的機(jī)械，它是一種從動的流體機(jī)械。風(fēng)機(jī)是中國對氣體壓縮和氣體輸送機(jī)械的習(xí)慣簡稱，通常所說的風(fēng)機(jī)包括通風(fēng)機(jī)，鼓風(fēng)機(jī)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)。風(fēng)機(jī)廣泛用于工廠、礦井、隧道、冷卻塔、車輛、船舶和建筑物的通風(fēng)、排塵和冷卻，鍋爐和工業(yè)爐窯的通風(fēng)和引風(fēng)；空氣調(diào)節(jié)設(shè)備和家用電器設(shè)備中的冷卻和通風(fēng)；谷物的烘干和選送，風(fēng)洞風(fēng)源和氣墊船的充氣和推進(jìn)等。風(fēng)機(jī)控制器用于控制風(fēng)機(jī)運(yùn)作，能夠調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的運(yùn)行功率，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的風(fēng)速，同時在功能性較豐富的風(fēng)機(jī)運(yùn)用中，控制器也可以用于風(fēng)機(jī)的角度調(diào)節(jié)及其他功能的控制。[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中，風(fēng)機(jī)在長時間的運(yùn)行過程中會出現(xiàn)很多的故障問題，如風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速不足、控制器控制失控等，現(xiàn)有的故障監(jiān)測方式通常都是在風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障后，人為的一項一項地進(jìn)行檢測，這種監(jiān)測方式存在滯后性，通常都是在風(fēng)機(jī)故障后進(jìn)行的故障排查，同時現(xiàn)有的具備實(shí)時監(jiān)測的方式，監(jiān)測方法都比較單一，例如，僅對風(fēng)機(jī)的運(yùn)行溫度進(jìn)行預(yù)警，這樣的監(jiān)測方式很難全方位的對風(fēng)機(jī)的故障進(jìn)行有效預(yù)警，為此，我們提出一種基于大數(shù)據(jù)的直流無刷風(fēng)機(jī)控制器故障監(jiān)測系統(tǒng)。發(fā)明內(nèi)容[0004] 針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明目的是提供一種基于大數(shù)據(jù)的直流無刷風(fēng)機(jī)控制器故障監(jiān)測系統(tǒng)。[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題為：現(xiàn)有的風(fēng)機(jī)故障監(jiān)測方式滯后，監(jiān)測方法較為單一，故障監(jiān)測的有效性和及時性存在不足。[0006] 本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種基于大數(shù)據(jù)的直流無刷風(fēng)機(jī)控制器故障監(jiān)測系統(tǒng)，包括故障數(shù)據(jù)庫、電變量監(jiān)測模塊、物理變量監(jiān)測模塊、比對分析模塊以及故障預(yù)警模塊；[0007] 所述故障數(shù)據(jù)庫內(nèi)存儲有若干出現(xiàn)故障的風(fēng)機(jī)的歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)；[0008] 所述電變量監(jiān)測模塊包括電流表、電壓表以及編碼器；所述電流表用于檢測控制器的輸出電流值；所述電壓表用于檢測控制器的輸出電壓值；所述編碼器用于檢測風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速；[0009] 所述物理變量監(jiān)測模塊包括紅外溫度檢測單元、噪聲檢測單元以及扇葉檢測單元；所述紅外溫度檢測單元用于獲取控制器以及風(fēng)機(jī)的紅外檢測圖像；所述噪聲檢測單元用于獲取風(fēng)機(jī)運(yùn)行時的噪聲分貝；所述扇葉檢測單元用于檢測與扇葉之間的距離；[0010] 所述比對分析模塊包括比對單元以及分析單元，所述比對單元用于將檢測到的數(shù)據(jù)與故障數(shù)據(jù)庫內(nèi)的歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，并輸出比對結(jié)果；所述分析單元用于對檢測到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并輸出分析結(jié)果；[0011] 所述故障預(yù)警模塊用于對比對結(jié)果和分析結(jié)果進(jìn)行評估，得到故障預(yù)警結(jié)果。[0012] 進(jìn)一步地，所述電變量監(jiān)測模塊配置有電變量監(jiān)測策略，所述電變量監(jiān)測策略包括：設(shè)置風(fēng)機(jī)的額定運(yùn)行功率；當(dāng)風(fēng)機(jī)處于額定運(yùn)行功率進(jìn)行運(yùn)作時，每間隔第一電變量檢測時間通過電流表、電壓表以及編碼器獲取一次輸出電流值、輸出電壓值以及轉(zhuǎn)速。[0013] 進(jìn)一步地，所述比對單元配置有比對策略，所述比對策略包括：從故障數(shù)據(jù)庫內(nèi)篩選與額定運(yùn)行功率相同的出現(xiàn)故障的風(fēng)機(jī)的歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)；[0014] 從歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)中獲取風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障前第一數(shù)量的輸出電流值、輸出電壓值以及轉(zhuǎn)速；并分別設(shè)置為故障電流值、故障電壓值以及故障轉(zhuǎn)速；其中，第一數(shù)量的故障電流值、故障電壓值以及故障轉(zhuǎn)速分別間隔第一電變量檢測時間；[0015] 將第一數(shù)量的故障電流值通過方差計算公式求得電流故障方差值；[0016] 將第一數(shù)量的故障電壓值通過方差計算公式求得電壓故障方差值；[0017] 將第一數(shù)量的故障電流值、故障電壓值以及故障轉(zhuǎn)速通過轉(zhuǎn)速故障參考公式求得轉(zhuǎn)速故障參考值；所述轉(zhuǎn)速故障參考公式配置為： ；其中，Czg為轉(zhuǎn)速故障參考值，IG為故障電流值，UG為故障電壓值，G為故障轉(zhuǎn)速，α為功率與轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)換系數(shù)，n為第一數(shù)量；

[0018] 將第一數(shù)量的輸出電流值通過方差計算公式求得電流比對方差值；[0019] 將第一數(shù)量的輸出電壓值通過方差計算公式求得電壓比對方差值；[0020] 將第一數(shù)量的輸出電流值、輸出電壓值以及轉(zhuǎn)速通過轉(zhuǎn)速監(jiān)測公式求得轉(zhuǎn)速比對值；所述轉(zhuǎn)速監(jiān)測公式配置為： ；其中，Czj為轉(zhuǎn)速比對值，IJ為輸出電流值，UJ為輸出電壓值，J為轉(zhuǎn)速；[0021] 將電流故障方差值、電壓故障方差值、轉(zhuǎn)速故障參考值、電流比對方差值、電壓比對方差值以及轉(zhuǎn)速比對值通過電變量比對公式求得電變量比對差值；所述電變量比對公式配置為： ；其中，Cd為電變量比對差值，F(xiàn)gl為電流故障方差值，F(xiàn)bl為電流比對方差值，F(xiàn)gy為電壓故障方差值，F(xiàn)by為電壓比對方差值。

[0022] 進(jìn)一步地，所述物理變量監(jiān)測模塊配置有物理變量監(jiān)測策略，所述物理變量監(jiān)測策略包括：當(dāng)風(fēng)機(jī)處于額定運(yùn)行功率進(jìn)行運(yùn)作時，每間隔第一物理變量檢測時間通過紅外溫度檢測單元以及噪聲檢測單元獲取一次紅外檢測圖像以及噪聲分貝；[0023] 將風(fēng)機(jī)設(shè)定在第一轉(zhuǎn)速進(jìn)行運(yùn)作，通過扇葉檢測單元持續(xù)獲取與扇葉之間的距離。[0024] 進(jìn)一步地，所述分析單元配置有紅外分析策略，所述紅外分析策略包括：將紅外檢測區(qū)域進(jìn)行劃分，根據(jù)風(fēng)機(jī)和控制器的位置給劃分后的區(qū)域進(jìn)行賦值，并設(shè)定為區(qū)域權(quán)重值；[0025] 將檢測到的紅外檢測圖像根據(jù)紅外成像等級進(jìn)行劃分；[0026] 獲取劃分后的區(qū)域內(nèi)的不同等級的紅外成像的面積，將紅外成像的面積與等級進(jìn)行相乘得到第一成像值，將劃分后的區(qū)域內(nèi)的不同等級的紅外成像的第一成像值進(jìn)行相加得到區(qū)域成像值；[0027] 再將區(qū)域成像值與區(qū)域權(quán)重值進(jìn)行相乘得到區(qū)域風(fēng)險值；[0028] 將紅外檢測區(qū)域內(nèi)所有的區(qū)域風(fēng)險值相加得到紅外檢測風(fēng)險值。[0029] 進(jìn)一步地，所述分析單元還配置有噪聲分析策略，所述噪聲分析策略包括：每獲取到第一數(shù)量的噪聲分貝進(jìn)行一次噪聲檢測計算，通過噪聲檢測公式計算得到噪聲參考值；[0030] 所述噪聲檢測公式配置為： ；其中，Czs為噪聲參考值，dB1至dBn分別為第一數(shù)量的噪聲分貝，dBc為標(biāo)準(zhǔn)噪聲值。

[0031] 進(jìn)一步地，所述分析單元還配置有扇葉分析策略，所述扇葉分析策略包括：將風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動一圈獲取到的與扇葉之間的距離繪制距離波動圖；距離波動圖的橫坐標(biāo)為轉(zhuǎn)動圈數(shù)，縱坐標(biāo)為與扇葉之間的距離；[0032] 每間隔1/m圈數(shù)獲取一次距離波動圖的縱坐標(biāo)數(shù)值，并將獲取到的若干縱坐標(biāo)數(shù)值通過扇葉波動公式求得扇葉波動參考值，其中，m為扇葉的數(shù)量；所述扇葉波動公式配置為： ；其中，Csy為扇葉波動參考值，S1至Sm分別為獲取到的若干縱坐標(biāo)數(shù)值，Sc距離標(biāo)準(zhǔn)值。

[0033] 進(jìn)一步地，所述故障預(yù)警模塊配置有故障預(yù)警策略，所述故障預(yù)警策略包括：當(dāng)電變量比對差值小于等于第一比對閾值時，輸出電變量高風(fēng)險故障信號；當(dāng)電變量比對差值大于第一比對閾值且小于等于第二比對閾值時，輸出電變量中風(fēng)險故障信號；當(dāng)電變量比對差值大于第二比對閾值時，輸出電變量低風(fēng)險故障信號；[0034] 將紅外檢測風(fēng)險值、噪聲參考值以及扇葉波動參考值通過物理變量預(yù)警公式求得物理變量預(yù)警值；所述物理變量預(yù)警公式配置為： ；其中，Ywb為物理變量預(yù)警值，Chw為紅外檢測風(fēng)險值，f1為紅外檢測風(fēng)險占比系數(shù)，f2為噪聲檢測風(fēng)險占比系數(shù)，f3為扇葉檢測風(fēng)險占比系數(shù)，f1、f2和f3均大于0，且f1+f2+f3=1；

[0035] 當(dāng)物理變量預(yù)警值大于等于第一物理變量閾值時，輸出物理變量高風(fēng)險故障信號；當(dāng)物理變量預(yù)警值大于等于第二物理變量閾值且小于第一物理變量閾值時，輸出物理變量中風(fēng)險故障信號；當(dāng)物理變量預(yù)警值小于第二物理變量閾值時，輸出物理變量低風(fēng)險故障信號。[0036] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：[0037] 1、本發(fā)明的故障數(shù)據(jù)庫內(nèi)存儲有若干出現(xiàn)故障的風(fēng)機(jī)的歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)；通過電變量監(jiān)測模塊能夠檢測控制器的輸出電流值、輸出電壓值以及風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速；再通過比對分析模塊的比對單元能夠?qū)z測到的數(shù)據(jù)與故障數(shù)據(jù)庫內(nèi)的歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，并輸出比對結(jié)果，從而實(shí)現(xiàn)對風(fēng)機(jī)控制器的電變量數(shù)據(jù)進(jìn)行比對監(jiān)測；[0038] 2、本發(fā)明通過物理變量監(jiān)測模塊獲取控制器以及風(fēng)機(jī)的紅外檢測圖像、風(fēng)機(jī)運(yùn)行時的噪聲分貝以及與扇葉之間的距離；再通過分析單元能夠?qū)z測到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并輸出分析結(jié)果；最后通過故障預(yù)警模塊能夠?qū)Ρ葘Y(jié)果和分析結(jié)果進(jìn)行評估，得到故障預(yù)警結(jié)果，該方式能夠提高對風(fēng)機(jī)和控制器故障監(jiān)測的全面性，提高故障預(yù)警的及時性和有效性。附圖說明[0039] 為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。[0040] 圖1為本發(fā)明的故障監(jiān)測系統(tǒng)的原理框圖；[0041] 圖2為本發(fā)明的故障監(jiān)測方法的流程圖。具體實(shí)施方式[0042] 下面將結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。[0043] 實(shí)施例一[0044] 請參閱圖1所示，本發(fā)明提供一種基于大數(shù)據(jù)的直流無刷風(fēng)機(jī)控制器故障監(jiān)測系統(tǒng)，能夠解決現(xiàn)有的風(fēng)機(jī)故障監(jiān)測方式滯后，監(jiān)測方法較為單一，故障監(jiān)測的有效性和及時性存在不足的問題。[0045] 具體地，故障監(jiān)測系統(tǒng)包括故障數(shù)據(jù)庫、電變量監(jiān)測模塊、物理變量監(jiān)測模塊、比對分析模塊以及故障預(yù)警模塊；故障數(shù)據(jù)庫內(nèi)存儲有若干出現(xiàn)故障的風(fēng)機(jī)的歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)；電變量監(jiān)測模塊包括電流表、電壓表以及編碼器；電流表用于檢測控制器的輸出電流值；電壓表用于檢測控制器的輸出電壓值；編碼器用于檢測風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速；電流和電壓的變化會影響風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。[0046] 物理變量監(jiān)測模塊包括紅外溫度檢測單元、噪聲檢測單元以及扇葉檢測單元；紅外溫度檢測單元用于獲取控制器以及風(fēng)機(jī)的紅外檢測圖像；紅外檢測主要應(yīng)用與檢測風(fēng)機(jī)和控制器的運(yùn)行溫度，噪聲檢測單元用于獲取風(fēng)機(jī)運(yùn)行時的噪聲分貝；噪聲檢測能夠檢測到風(fēng)機(jī)內(nèi)部的一些故障問題，例如內(nèi)部轉(zhuǎn)子損壞，轉(zhuǎn)動時會發(fā)出噪聲，扇葉檢測單元用于檢測與扇葉之間的距離；其中扇葉檢測單元設(shè)置為距離傳感器，距離傳感器可以設(shè)置在風(fēng)機(jī)的后側(cè)或前側(cè)，通常情況下距離傳感器檢測到的與扇葉之間的距離是恒定的，但是由于長時間的運(yùn)作，風(fēng)機(jī)的扇葉位置會發(fā)生一些偏移，此時會對風(fēng)機(jī)的整體運(yùn)作產(chǎn)生影響，再運(yùn)行下去會產(chǎn)生磨損，從而發(fā)生故障。[0047] 比對分析模塊包括比對單元以及分析單元，比對單元用于將檢測到的數(shù)據(jù)與故障數(shù)據(jù)庫內(nèi)的歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，并輸出比對結(jié)果；分析單元用于對檢測到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并輸出分析結(jié)果；選取比對參考數(shù)據(jù)時，通常采用相同運(yùn)行功率和相同規(guī)格的風(fēng)機(jī)進(jìn)行比對。[0048] 故障預(yù)警模塊用于對比對結(jié)果和分析結(jié)果進(jìn)行評估，得到故障預(yù)警結(jié)果。[0049] 電變量監(jiān)測模塊配置有電變量監(jiān)測策略，電變量監(jiān)測策略包括：設(shè)置風(fēng)機(jī)的額定運(yùn)行功率；當(dāng)風(fēng)機(jī)處于額定運(yùn)行功率進(jìn)行運(yùn)作時，每間隔第一電變量檢測時間通過電流表、電壓表以及編碼器獲取一次輸出電流值、輸出電壓值以及轉(zhuǎn)速。[0050] 比對單元配置有比對策略，比對策略包括：從故障數(shù)據(jù)庫內(nèi)篩選與額定運(yùn)行功率相同的出現(xiàn)故障的風(fēng)機(jī)的歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)；[0051] 從歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)中獲取風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障前第一數(shù)量的輸出電流值、輸出電壓值以及轉(zhuǎn)速；并分別設(shè)置為故障電流值、故障電壓值以及故障轉(zhuǎn)速；其中，第一數(shù)量的故障電流值、故障電壓值以及故障轉(zhuǎn)速分別間隔第一電變量檢測時間；[0052] 將第一數(shù)量的故障電流值通過方差計算公式求得電流故障方差值；[0053] 將第一數(shù)量的故障電壓值通過方差計算公式求得電壓故障方差值；[0054] 將第一數(shù)量的故障電流值、故障電壓值以及故障轉(zhuǎn)速通過轉(zhuǎn)速故障參考公式求得轉(zhuǎn)速故障參考值；轉(zhuǎn)速故障參考公式配置為： ；其中，Czg為轉(zhuǎn)速故障參考值，IG為故障電流值，UG為故障電壓值，G為故障轉(zhuǎn)速，α為功率與轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)換系數(shù)，α具體取值時參照相同規(guī)格的風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與功率的比值進(jìn)行設(shè)定，n為第一數(shù)量；

[0055] 將第一數(shù)量的輸出電流值通過方差計算公式求得電流比對方差值；[0056] 將第一數(shù)量的輸出電壓值通過方差計算公式求得電壓比對方差值；[0057] 將第一數(shù)量的輸出電流值、輸出電壓值以及轉(zhuǎn)速通過轉(zhuǎn)速監(jiān)測公式求得轉(zhuǎn)速比對值；轉(zhuǎn)速監(jiān)測公式配置為： ；其中，Czj為轉(zhuǎn)速比對值，IJ為輸出電流值，UJ為輸出電壓值，J為轉(zhuǎn)速；[0058] 將電流故障方差值、電壓故障方差值、轉(zhuǎn)速故障參考值、電流比對方差值、電壓比對方差值以及轉(zhuǎn)速比對值通過電變量比對公式求得電變量比對差值；電變量比對公式配置為： ；其中，Cd為電變量比對差值，F(xiàn)gl為電流故障方差值，F(xiàn)bl為電流比對方差值，F(xiàn)gy為電壓故障方差值，F(xiàn)by為電壓比對方差值。

[0059] 物理變量監(jiān)測模塊配置有物理變量監(jiān)測策略，物理變量監(jiān)測策略包括：當(dāng)風(fēng)機(jī)處于額定運(yùn)行功率進(jìn)行運(yùn)作時，每間隔第一物理變量檢測時間通過紅外溫度檢測單元以及噪聲檢測單元獲取一次紅外檢測圖像以及噪聲分貝；[0060] 將風(fēng)機(jī)設(shè)定在第一轉(zhuǎn)速進(jìn)行運(yùn)作，通過扇葉檢測單元持續(xù)獲取與扇葉之間的距離。[0061] 分析單元配置有紅外分析策略，紅外分析策略包括：將紅外檢測區(qū)域進(jìn)行劃分，根據(jù)風(fēng)機(jī)和控制器的位置給劃分后的區(qū)域進(jìn)行賦值，并設(shè)定為區(qū)域權(quán)重值；將檢測到的紅外檢測圖像根據(jù)紅外成像等級進(jìn)行劃分；獲取劃分后的區(qū)域內(nèi)的不同等級的紅外成像的面積，將紅外成像的面積與等級進(jìn)行相乘得到第一成像值，將劃分后的區(qū)域內(nèi)的不同等級的紅外成像的第一成像值進(jìn)行相加得到區(qū)域成像值；再將區(qū)域成像值與區(qū)域權(quán)重值進(jìn)行相乘得到區(qū)域風(fēng)險值；將紅外檢測區(qū)域內(nèi)所有的區(qū)域風(fēng)險值相加得到紅外檢測風(fēng)險值；其中，由于風(fēng)機(jī)和控制器的不同位置的功能性不同，因此不同部位的溫度升高對于故障的影響也不同，因此設(shè)定不同的區(qū)域，能夠?qū)Σ煌膮^(qū)域進(jìn)行有側(cè)重的監(jiān)測。[0062] 分析單元還配置有噪聲分析策略，噪聲分析策略包括：每獲取到第一數(shù)量的噪聲分貝進(jìn)行一次噪聲檢測計算，通過噪聲檢測公式計算得到噪聲參考值；噪聲檢測公式配置為： ；其中，Czs為噪聲參考值，dB1至dBn分別為第一數(shù)量的噪聲分貝，dBc為標(biāo)準(zhǔn)噪聲值；標(biāo)準(zhǔn)噪聲值參照相同規(guī)格的風(fēng)機(jī)在正常運(yùn)作時的噪聲進(jìn)行設(shè)定。

[0063] 分析單元還配置有扇葉分析策略，扇葉分析策略包括：將風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動一圈獲取到的與扇葉之間的距離繪制距離波動圖；距離波動圖的橫坐標(biāo)為轉(zhuǎn)動圈數(shù)，縱坐標(biāo)為與扇葉之間的距離；每間隔1/m圈數(shù)獲取一次距離波動圖的縱坐標(biāo)數(shù)值，并將獲取到的若干縱坐標(biāo)數(shù)值通過扇葉波動公式求得扇葉波動參考值，其中，m為扇葉的數(shù)量；扇葉波動公式配置為：；其中，Csy為扇葉波動參考值，S1至Sm分別為獲取到的若干縱坐標(biāo)

數(shù)值，Sc距離標(biāo)準(zhǔn)值，例如四個扇葉的風(fēng)機(jī)，每間隔四分之一圈進(jìn)行一次檢測，起始的檢測位置為其中一個扇葉的中間位置。

[0064] 故障預(yù)警模塊配置有故障預(yù)警策略，故障預(yù)警策略包括：當(dāng)電變量比對差值小于等于第一比對閾值時，輸出電變量高風(fēng)險故障信號；當(dāng)電變量比對差值大于第一比對閾值且小于等于第二比對閾值時，輸出電變量中風(fēng)險故障信號；當(dāng)電變量比對差值大于第二比對閾值時，輸出電變量低風(fēng)險故障信號；[0065] 將紅外檢測風(fēng)險值、噪聲參考值以及扇葉波動參考值通過物理變量預(yù)警公式求得物理變量預(yù)警值；物理變量預(yù)警公式配置為： ；其中，Ywb為物理變量預(yù)警值，Chw為紅外檢測風(fēng)險值，f1為紅外檢測風(fēng)險占比系數(shù)，f2為噪聲檢測風(fēng)險占比系數(shù)，f3為扇葉檢測風(fēng)險占比系數(shù)，f1、f2和f3均大于0，且f1+f2+f3=1。

[0066] 當(dāng)物理變量預(yù)警值大于等于第一物理變量閾值時，輸出物理變量高風(fēng)險故障信號；當(dāng)物理變量預(yù)警值大于等于第二物理變量閾值且小于第一物理變量閾值時，輸出物理變量中風(fēng)險故障信號；當(dāng)物理變量預(yù)警值小于第二物理變量閾值時，輸出物理變量低風(fēng)險故障信號。[0067] 實(shí)施例二[0068] 請參閱圖2所示，本發(fā)明提供一種基于大數(shù)據(jù)的直流無刷風(fēng)機(jī)控制器故障監(jiān)測方法，包括如下步驟：[0069] 步驟S1，通過故障數(shù)據(jù)庫獲取若干出現(xiàn)故障的風(fēng)機(jī)的歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)；[0070] 步驟S2，獲取風(fēng)機(jī)和控制器的電變量監(jiān)測數(shù)據(jù)和物理變量檢測數(shù)據(jù)；[0071] 步驟S3，將檢測到的數(shù)據(jù)與故障數(shù)據(jù)庫內(nèi)的歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，并輸出比對結(jié)果；對檢測到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并輸出分析結(jié)果；[0072] 步驟S4，對比對結(jié)果和分析結(jié)果進(jìn)行評估，得到故障預(yù)警結(jié)果。[0073] 步驟S2還包括如下子步驟，[0074] 步驟S201，設(shè)置風(fēng)機(jī)的額定運(yùn)行功率；當(dāng)風(fēng)機(jī)處于額定運(yùn)行功率進(jìn)行運(yùn)作時，每間隔第一電變量檢測時間通過電流表、電壓表以及編碼器獲取一次輸出電流值、輸出電壓值以及轉(zhuǎn)速；[0075] 步驟S202，當(dāng)風(fēng)機(jī)處于額定運(yùn)行功率進(jìn)行運(yùn)作時，每間隔第一物理變量檢測時間通過紅外溫度檢測單元以及噪聲檢測單元獲取一次紅外檢測圖像以及噪聲分貝；[0076] 步驟S203，將風(fēng)機(jī)設(shè)定在第一轉(zhuǎn)速進(jìn)行運(yùn)作，通過扇葉檢測單元持續(xù)獲取與扇葉之間的距離。[0077] 步驟S3包括如下子步驟：[0078] 步驟S311，從故障數(shù)據(jù)庫內(nèi)篩選與額定運(yùn)行功率相同的出現(xiàn)故障的風(fēng)機(jī)的歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)；[0079] 步驟S312，從歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)中獲取風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障前第一數(shù)量的輸出電流值、輸出電壓值以及轉(zhuǎn)速；并分別設(shè)置為故障電流值、故障電壓值以及故障轉(zhuǎn)速；其中，第一數(shù)量的故障電流值、故障電壓值以及故障轉(zhuǎn)速分別間隔第一電變量檢測時間；[0080] 步驟S313，將第一數(shù)量的故障電流值通過方差計算公式求得電流故障方差值；將第一數(shù)量的故障電壓值通過方差計算公式求得電壓故障方差值；將第一數(shù)量的故障電流值、故障電壓值以及故障轉(zhuǎn)速通過轉(zhuǎn)速故障參考公式求得轉(zhuǎn)速故障參考值；轉(zhuǎn)速故障參考公式配置為： ；其中，Czg為轉(zhuǎn)速故障參考值，IG為故障電流值，UG為故障電壓值，G為故障轉(zhuǎn)速，α為功率與轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)換系數(shù)，n為第一數(shù)量；[0081] 步驟S314，將第一數(shù)量的輸出電流值通過方差計算公式求得電流比對方差值；將第一數(shù)量的輸出電壓值通過方差計算公式求得電壓比對方差值；將第一數(shù)量的輸出電流值、輸出電壓值以及轉(zhuǎn)速通過轉(zhuǎn)速監(jiān)測公式求得轉(zhuǎn)速比對值；轉(zhuǎn)速監(jiān)測公式配置為：；其中，Czj為轉(zhuǎn)速比對值，IJ為輸出電流值，UJ為輸出電壓值，J為轉(zhuǎn)速；

[0082] 步驟S315，將電流故障方差值、電壓故障方差值、轉(zhuǎn)速故障參考值、電流方差值、電壓方差值以及轉(zhuǎn)速比對值通過電變量比對公式求得電變量比對差值；電變量比對公式配置為： ；其中，Cd為電變量比對差值。[0083] 步驟S3還包括如下子步驟：[0084] 步驟S321，將紅外檢測區(qū)域進(jìn)行劃分，根據(jù)風(fēng)機(jī)和控制器的位置給劃分后的區(qū)域進(jìn)行賦值，并設(shè)定為區(qū)域權(quán)重值；將檢測到的紅外檢測圖像根據(jù)紅外成像等級進(jìn)行劃分；獲取劃分后的區(qū)域內(nèi)的不同等級的紅外成像的面積，將紅外成像的面積與等級進(jìn)行相乘得到第一成像值，將劃分后的區(qū)域內(nèi)的不同等級的紅外成像的第一成像值進(jìn)行相加得到區(qū)域成像值；再將區(qū)域成像值與區(qū)域權(quán)重值進(jìn)行相乘得到區(qū)域風(fēng)險值；將紅外檢測區(qū)域內(nèi)所有的區(qū)域風(fēng)險值相加得到紅外檢測風(fēng)險值；[0085] 步驟S322，每獲取到第一數(shù)量的噪聲分貝進(jìn)行一次噪聲檢測計算，通過噪聲檢測公式計算得到噪聲參考值；噪聲檢測公式配置為： ；其中，Czs為噪聲參考值，dB1至dBn分別為第一數(shù)量的噪聲分貝，dBc為標(biāo)準(zhǔn)噪聲值；

[0086] 步驟S323，將風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動一圈獲取到的與扇葉之間的距離繪制距離波動圖；距離波動圖的橫坐標(biāo)為轉(zhuǎn)動圈數(shù)，縱坐標(biāo)為與扇葉之間的距離；每間隔1/m圈數(shù)獲取一次距離波動圖的縱坐標(biāo)數(shù)值，并將獲取到的若干縱坐標(biāo)數(shù)值通過扇葉波動公式求得扇葉波動參考值，其中，m為扇葉的數(shù)量；扇葉波動公式配置為： ；其中，Csy為扇葉波動參考值，S1至Sm分別為獲取到的若干縱坐標(biāo)數(shù)值，Sc距離標(biāo)準(zhǔn)值。

[0087] 步驟S4還包括如下子步驟，[0088] 步驟S401，當(dāng)電變量比對差值小于等于第一比對閾值時，輸出電變量高風(fēng)險故障信號；當(dāng)電變量比對差值大于第一比對閾值且小于等于第二比對閾值時，輸出電變量中風(fēng)險故障信號；當(dāng)電變量比對差值大于第二比對閾值時，輸出電變量低風(fēng)險故障信號；[0089] 步驟S402，將紅外檢測風(fēng)險值、噪聲參考值以及扇葉波動參考值通過物理變量預(yù)警公式求得物理變量預(yù)警值；物理變量預(yù)警公式配置為： ；其中，Ywb為物理變量預(yù)警值，Chw為紅外檢測風(fēng)險值，f1為紅外檢測風(fēng)險占比系數(shù)，f2為噪聲檢測風(fēng)險占比系數(shù)，f3為扇葉檢測風(fēng)險占比系數(shù)，f1、f2和f3均大于0，且f1+f2+f3=1；

[0090] 步驟S403，當(dāng)物理變量預(yù)警值大于等于第一物理變量閾值時，輸出物理變量高風(fēng)險故障信號；當(dāng)物理變量預(yù)警值大于等于第二物理變量閾值且小于第一物理變量閾值時，輸出物理變量中風(fēng)險故障信號；當(dāng)物理變量預(yù)警值小于第二物理變量閾值時，輸出物理變量低風(fēng)險故障信號。[0091] 上述公式均是去量綱取其數(shù)值計算，公式是由采集大量數(shù)據(jù)進(jìn)行軟件模擬得到最近真實(shí)情況的一個公式，公式中的預(yù)設(shè)參數(shù)由本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)置，權(quán)重系數(shù)和比例系數(shù)的大小是為了將各個參數(shù)進(jìn)行量化得到的一個具體的數(shù)值，便于后續(xù)比較，關(guān)于權(quán)重系數(shù)和比例系數(shù)的大小，只要不影響參數(shù)與量化后數(shù)值的比例關(guān)系即可。[0092] 以上公開的本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例只是用于幫助闡述本發(fā)明。優(yōu)選實(shí)施例并沒有詳盡敘述所有的細(xì)節(jié)，也不限制該發(fā)明僅為的具體實(shí)施方式。顯然，根據(jù)本說明書的內(nèi)容，可作很多的修改和變化。本說明書選取并具體描述這些實(shí)施例，是為了更好地解釋本發(fā)明的原理和實(shí)際應(yīng)用，從而使所屬技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員能很好地理解和利用本發(fā)明。本發(fā)明僅受權(quán)利要求書及其全部范圍和等效物的限制。