基于定性模型和定量知识集成的智能故障诊断方法研究

首先从诊断对象的知识表示和处理诊断知识的能力两个方面对基于定性模型的故障诊断方法进行了分析,然后在此基础上提出了基于深浅知识集成的分层诊断策略,并基于符号有向图和模糊理论提出了一种定性模型和定量知识集成的智能故障诊断方法。仿真故障数据验证结果表明,该方法不仅具有较快的诊断速度,而且能有效地提高诊断的准确度。     

基于模糊定性趋势分析的JTC综合故障诊断方法

针对JTC(jointless track circuit)补偿电容和调谐区故障检测方法不兼容的问题,提出基于模糊定性趋势分析的JTC综合故障诊断方法,实现包括补偿电容和调谐区设备的JTC综合故障诊断。基于传输线理论分别建立JTC补偿电容与调谐区设备故障的仿真模型,以补偿电容所在位置为分割点,提取JTC无故障及补偿电容与调谐区设备分别故障时的信号曲线趋势构建知识库,通过计算实际信号与知识库中经典故障模式的匹配度得出诊断结果。结果表明:信噪比越高,诊断正确率越高,当信噪比为50dB,电阻为1Ω·km时,诊断正确率高达94.9%。相比于模拟退火算法,诊断方法具有更好的适用性和灵活性。     

基于半定量SDG模型的化工过程故障诊断

符号有向图(SDG)能够直观地反映系统的复杂因果关系,可以看出故障传播的路径,但是定性SDG故障诊断模型缺少变量之间的定量信息,推理过程中会产生虚假解,分辨率不高。该文针对SDG的不足,引入模糊隶属度,形成半定量SDG模型,即模糊SDG模型。采用反向推理和正向验证相结合的混合推理方法,并把结论编写为"If-Then"形式的知识规则,以便于利用专家系统对系统进行在线诊断。     

SDG故障诊断模型的检验和验证

将定量模型检验和验证的思想应用于符号有向图（SG或SDG）定性故障诊断模型,以使其达到较高的完备性和分辨率。基于SDG HAZOP平台,提出了针对SDG定性模型检验和验证的非正式检验、静态检查、动态试验和诊断结果半定量风险分析的4个关键步骤,给出了静态检查中的操作点非正常原因可达性检验和不利后果可达性检验步骤的具体内容。以加热炉SDG故障诊断模型为例,验证了上述步骤的有效性。     

基于SDG模型的AMT重型越野车离合器接合过程故障诊断

针对AMT重型越野车离合器接合过程中故障多发且不易诊断的问题,基于符号有向图(signed directed graph, SDG)模型,为离合器接合过程的故障诊断提出了一种新的方法. 以离合器接合过程中最复杂的车辆起步接合为例,建立了其工作过程的SDG模型,通过实际测得量以及对模型中节点和有向边的分析,查找出故障源,完成故障诊断功能. 结果表明,SDG模型对于AMT系统离合器接合过程故障诊断有效且实用.      

基于SDG简化模型的工控系统数据网故障溯源方法

针对工业生产控制系统数据网的故障诊断溯源问题,提出了一种基于SDG简化模型的故障溯源解决方法。首先,基于工业生产控制系统数据网的结构特性,建立系统的SDG模型,通过分层和划域建模的方式缩小故障定位的搜索空间。在此基础上,根据业务告警发生时所提取的观测信号量,结合纵向数据和求生数据进行节点的生存分析;其次,结合工业生产系统数据网中故障特征分析,通过单节点故障判定方法判别各节点设备是否故障;最后,结合溯源诊断规则中故障溯因库的原因分类对网络故障进行根源性判定,实现故障溯源。通过测试验证的方法,验证所提方法在工业生产控制系统数据网中应用的可行性,能满足快速故障溯源的要求。     

基于广义SDG的化工过程故障模拟分析

安全稳定的运行是化工过程的首要目标,因此快速、准确地发现故障成为化工生产企业的一项重要工作。符号有向图(signed directed graph,SDG)能够简洁、有效地描述复杂的因果关系,但传统SDG模型存在一些不足。该文在传统SDG模型的基础上,提出了广义SDG模型,扩展了节点(种类和状态)和边,使其包含的信息更加丰富,基于广义SDG的故障模拟不仅可以定性地给出故障程度,而且通过边的关系减少了虚假解。实例分析表明,基于广义SDG的故障模拟可以提高分析效率,改善过程安全以及提高操作人员判断故障源的能力。     

基于变化趋势的闭环控制系统报警监控方法

在现代工业系统中,传统的闭环控制系统大多通过对监控信号设置报警阈值来检测系统的运行情况,但此类检测方法往往存在大量的干扰报警。本文提出一种基于变化趋势的闭环控制系统报警监控方法,用来在检测异常状况的同时,减少干扰报警次数。本方法首先确定控制信号滞后于过程输出信号的延迟时间,以此作为报警持续时间的阈值;其次将滑动窗口提取的过程输出信号及控制信号的子序列分别进行最优拟合,并对拟合结果进行定性趋势分析,用特征字符表示趋势变化的特征;最后对比两个信号的特征字符,当特征字符不一致的持续时间超过阈值时触发报警。本文通过实际工业案例验证了所提方法的有效性。     

基于模糊概率符号有向图的复杂系统故障诊断

通过分析复杂系统的故障信息传递特性,在符号有向图(SDG)中引入了状态关联概率和模糊信息,并结合面向对象技术提出了一种新的故障描述模型--模糊概率有向图.给出了基于此模型的建模方法和诊断流程.进一步引入消息节点和支路,通过连接各子实体对象的模糊概率SDG模型,构成整个复杂系统的模糊概率SDG系统.该模型能对复杂系统故障诊断中存在的复杂关联关系进行建模与故障诊断.利用该方法建立了某武器平台的故障诊断系统,实验结果表明提出的方法有效且实用.     

基于粒计算-SDG的故障诊断仿真平台

针对目前实际工业系统不允许在运行中进行实时的故障诊断试验及研究的问题,设计了基于Matlab中GUI的高温硝酸冷却系统的故障诊断仿真试验平台。本试验平台采用符号有向图的深层知识模型和反向推理方法,利用系统模型中的相容通路,推理基本故障的故障诊断规则,引入信息粒度和信息粒化原理,实现了粒矩阵的知识约简算法,构建了基于粒计算-SDG的故障诊断方法。最后通过实验验证了该仿真试验平台的有效性。     

Probabilistic SDG model description and fault inference for large-scale complex systems

Large-scale complex systems have the feature of including large amount of variables that have complex relationships, for which signed directed graph （SDG） model could serve as a significant tool by describing the causal relationships among variables. Although qualitative SDG expresses the causing effects between variables easily and clearly, it has many disadvantages or limitations. Probabilistic SDG proposed in the article describes deliver relationships among faults and variables by conditional probabilities, which contains more information and performs more applicability. The article introduces the concepts and con- struction approaches of probabilistic SDG, and presents the inference approaches aiming at fault diagnosis in this framework, i.e. Bayesian inference with graph elimination or junction tree algorithms to compute fault probabilities. Finally, the probabilistic SDG of a typical example of 65t/h boiler system is given.     

基于AHP的火控系统故障诊断策略研究

 在常用的火控系统故障诊断方法中,直观观察判断法对维修人员经验要求较高,备件转换法则应用场合有限,而采用故障树分析方法对火控系统进行故障诊断与排除,当碰到逻辑门时,往往由于诊断路径选择不当,导致工作量大,诊断效率降低。针对上述问题,在故障树分析法的基础上,引入层次分析法,建立诊断层次结构模型,以量化后的经验信息优化故障树诊断搜索策略,得出合理的故障排除方案。通过实例分析和实验验证,证明经层次分析法优化后的故障排除法比盲目排除法耗时更短、效率更高,对提高复杂火控系统的故障诊断效率具有一定的实用价值。     

SDG-Based HAZOP and Fault Diagnosis Analysis to the Inversion of Synthetic Ammonia

This paper presents some practical applications of signed directed graphs (SDGs) to computeraided hazard and operability study (HAZOP) and fault diagnosis, based on an analysis of the SDG theory. The SDG is modeled for the inversion of synthetic ammonia, which is highly dangerous in process industry, and HAZOP and fault diagnosis based on the SDG model are presented. A new reasoning method, whereby inverse inference is combined with forward inference, is presented to implement SDG fault diagnosis based on a breadth-first algorithm with consistency rules. Compared with conventional inference engines, this new method can better avoid qualitative spuriousness and combination explosion, and can deal with unobservable nodes in SDGs more effectively. Experimental results show the validity and advantages of the new SDG method.     

基于FTA的某型飞机火控系统故障诊断测试仪的设计与研究

针对某型战机火控系统在维护保障上存在检测仪器功能单一、通用性差、检测效率低、可靠性不高等问题,研制了基于故障树分析法与专家系统相结合的某型飞机火控系统故障诊断测试仪。文中以火控系统不工作为顶事件,建立了故障树,并对故障树作了定性分析。该测试仪有效克服了机载火控系统故障诊断中传统的数据采集、分析、处理及决策控制方法的不足,结果表明,故障树分析法是机载火控系统故障诊断的一种有效方法。