基于自校正Kalman滤波的液膜密封端面摩擦状态监测技术

声发射技术是液膜密封端面摩擦状态的有效检测方法,但是受工业背景噪声的影响,难以分离出声发射信号中所需信息。针对此问题,采用基于ARMA模型的自校正Kalman滤波技术处理声发射信号。该滤波器能在系统模型参数和噪声特性未知的情况下,收敛于稳态最优卡尔曼滤波器,因此滤波后的声发射信号的所需特征信号更突出,有利于液膜密封端面摩擦状态的检测。建立RBF神经网络,以时域、频域和时频域特征值作为输入进行网络训练,实现密封端面摩擦状态模式识别。实验结果证明,该监测方法能实时有效地识别端面摩擦状态,识别结果与电涡流直接测量得到的结果一致。     

棒位测量插件健康状态监测系统研究

由于棒位测量插件全生命周期运行状态的先验知识难以获得,引入隐马尔可夫模型(HMM)进行棒位测量插件健康状态评估,并设计监测系统。首先,采集不同运行时长下棒位测量插件的输出数据,针对其中的模拟量进行差值和归一化处理,将处理后的数据作为HMM的观测变量。然后,将初始状态下的观测变量输入HMM进行模型训练,建立棒位测量插件的状态监测模型,并计算出初始状态下的对数似然概率值。最后,将各时长运行下的观测变量输入状态监测模型,并分别计算对应的对数似然概率值,结合初始状态下的对数似然概率值计算出插件性能指标值。通过性能指标,可以反映棒位测量插件的各运行时长下状态与初始状态的相似度,从而实现棒位测量插件健康状态监测。     

CAN总线在棒控系统通信网络中的优化设计

为满足核电厂功能需求,对棒控系统的通信网络进行优化设计,重点优化棒控系统中逻辑柜与多个电源柜之间的控制器局域网(CAN)通信稳定性和可靠性。设计中,采用CAN总线通信实现逻辑柜与电源柜之间一对多的网络数据交互。对设计的CAN总线拓扑结构,从硬件设计和软件设计两方面进行通信优化设计,以提高CAN总线在棒控系统的通信能力。在CAN通信硬件优化方面,为减小通信距离的影响,主要采用在CAN总线分支中增加CAN中继器的方法。在CAN通信软件优化方面:一是根据电源柜上位机软件的显示特点,分别对机柜信息显示界面和插件信息显示界面设置CAN通道数据接收滤波模块;二是针对上位机软件更新控件太多而导致软件运行卡顿的情况,在上位机软件中添加前面板延时刷新模块。经验证,提出的CAN通信硬件优化和软件优化方案能有效提高棒控系统的通信性能,满足核电厂对棒控系统通信稳定性和可靠性的要求。     

粒子滤波在机械密封端面接触状态声发射监测中的应用

机械密封端面运行过程中所产生的声发射信号在传递过程中容易受到环境噪声的干扰,难以有效地从背景噪声中分离出来。研究粒子滤波技术在机械密封端面膜厚及开启状态声发射监测中的应用。将声发射传感器安装在机械密封静环座上,对动静环端面开启状态进行外部间接检测;运用粒子滤波技术处理采集的声发射信号,提取信号时域、频域及小波包能量特征;建立BP神经网络模型,对机械密封端面开启状态及膜厚进行识别。结果表明：粒子滤波技术能够有效地将密封端面产生的信号从背景噪声中分离出来;通过BP神经网络对提取的特征值进行模式识别,实现了密封端面膜厚变化范围的间接测量。该方法分析结果与电涡流传感器直接测量所得到的结果完全一致。     

核电厂仪控系统PLC的脆弱性分析

对核电厂仪控系统可编程逻辑控制器（PLC）的脆弱性分析方法进行了研究,主要从PLC的通信协议和应用程序两方面进行分析。对于PLC通信协议,主要针对传输控制协议/网际协议（TCP/IP）、西门子S7Comm Plus这两种常用协议的结构、数据交互方式等方面进行了分析。PLC应用程序是由PLC系统设计人员开发、设计的软件包,可通过静态分析法和动态分析法进行脆弱性分析。搭建PLC脆弱性分析试验平台,对罗克韦尔PLC的通信协议和应用程序进行脆弱性分析,并根据脆弱性分析结果提出漏洞修复方案,提高了核电厂仪控系统的网络安全防护能力。