基于未知输入观测器的故障检测诊断降虚警研究

对基于模型的故障检测与诊断中的虚警问题进行了研究,系统地分析了其发生机理,给出了一种基于未知输入观测器生成残差的方法,该方法能够在确保故障检测率要求的同时,使虚警率最小,仿真结果验证了方法的有效性.     

一种降低BIT虚警的优化方法

针对基于模型的BIT中的虚警问题,首先分析了引发虚警的信息不确定性;之后基于信息不确定性对诊断决策和虚警率的影响关系,将降低虚警的问题转化为一个对信息不确定性的影响具有抑制能力,同时对故障保持高灵敏度的优化问题;最后采用传递函数矩阵内外分解的方法得到了问题的解.     

机电系统BIT的非永久故障分析建模与诊断

非永久故障是导致机电系统BIT（built-in test）虚警的一个主要原因,诊断非永久故障既可保证BIT的高故障检测率,同时又可有效地抑制虚警。但是目前缺乏对非永久故障的机理分析与建模,相应的诊断研究也很少。在分析研究非永久故障的表现形式、产生原因与机理的基础上,对被测系统的状态进行马尔可夫建模,再根据被测系统和隐马尔可夫模（hidden Markov model,HMM）的状态都是通过表现来感知的特点,利用HMM对BIT被测系统建模,并提出基于HMM的BIT非永久故障诊断方法,最后通过实验验证表明,此方法能有效地诊断非永久故障,降低BIT虚警。     

基于迭代距离分类与轨迹关联检测空间弱小目标

为了实现高效自动目标检测,提出了一种可用于低信噪比条件下的空间可见光弱小目标检测算法。首先,建立空间光学图像模型,利用恒虚警率(CFAR)方法确定分割系数对单帧图像背景进行分割;然后,基于恒星结构稳定特性构建距离特征空间,并针对特征空间构造分类准则函数,使用迭代最优化分类方法提取出候选目标点;最后,依据目标运动轨迹的连续性建立空间目标轨迹关联、合并以及虚假目标轨迹删除规则,进行轨迹处理,实现空间可见光弱小目标的检测。文中还提出了单帧检测率、虚警率与序列检测率、虚警率相结合的评价方法。实验结果表明:在低信噪比条件下(SNR≤3),得到的序列检测率达到96.02%以上,序列虚警率达到4.4%以下。该方法在低信噪比条件下显著提高了目标检测率,并有效抑制了虚警。     

基于孤立森林-控制图与多特征联合的滚动轴承异常状态检测

为保证滚动轴承异常状态检测的及时性并降低虚警率，提出了一种基于孤立森林的多指标改进CUSUM异常检测方法(IF-CUSUM)。首先，对轴承原始振动序列进行小波去噪；然后，基于孤立森林算法去除振动序列的离群点；最后，结合RMS和峭度等指标设计阈值分配方案，给出异常状态检测判定依据。通过60组不同振动演化规律、脉冲强度和噪声等级的滚动轴承故障仿真数据以及FEMTO-ST轴承数据集进行算法验证，结果表明，与基于单一RMS指标、峭度指标的异常检测算法相比，IF-CUSUM算法能较早地检测出滚动轴承运行过程中的异常点，虚警率较低，整体性能和鲁棒性较好。     

液压系统监测诊断中的传感器优化配置技术

对液压系统进行在线监测诊断,需要获得尽可能完备的状态信息,但也带来了传感器布设难度和监测成本增加等问题。该文提出了一种基于多目标优化的传感器配置方法,采用故障检测率、状态分辨率、故障虚警率等约束条件,将故障隔离率和综合成本作为优化目标,构建了传感器优化配置模型。实践证明,通过优化后的传感器配置方案在保证监测诊断准确性的基础上,能够有效降低成本,提高布设效率。     

基于鲁棒H2滤波的机电BIT虚警抑制方法

针对基于模型的机电控制系统BIT(built-in test, 机内测试)中的虚警问题,分析系统中的信息不确定性和产生虚警的机理;基于鲁棒H2滤波方法设计BIT故障检测诊断系统,该系统对信息不确定性具有较强的鲁棒性,能够充分地抑制虚警.在某机电跟踪与稳定伺服平台BIT系统上进行仿真研究,结果表明机理分析正确,所提方法有效.     

飞机电源系统智能BIT的发展及解决方案

对飞机电源系统智能BIT技术的发展现状进行了分析和总结,从提高故障诊断效能、降低虚警率等方面阐述了智能BIT需要解决的问题,并针对这些问题,从部件级故障模式分析、基于模糊神经网络的故障诊断方法、系统级故障预测、构建集成神经网络与降低虚警率等方面,提出了一个发展飞机电源系统智能BIT的系统解决方案,为提高飞机电源系统可靠性、测试性、维护性的深入研究打下了基础.     

民机引气系统快速存取记录器数据健康监测方法

状态监控与健康管理技术是国产民机运营支持亟待突破的关键技术,以民机引气系统为对象,设计实现了基于快速存取记录器(Quick access recorder,QAR)数据的民机引气系统健康监测方法,提出引气系统故障检测算法。根据引气系统原理和工况从QAR解码数据中提取高压级和低压级调压对应的监测数据。引入准确度、虚警率和漏警率指标优化指数加权滑动平均(Exponentially weighted moving average,EWMA)控制图方法,根据优化指标确定控制图的关键参数EWMA的平滑系数、构成检测样本的监测数据点数量和EWMA的控制限系数。借助航空公司收集的实际数据对方法进行验证,结果表明,与当前航空公司现行方法相比,提出的方法可降低故障预警的虚警率、提高准确度,提前故障发现时间,为航空公司合理安排飞机维修计划、减少飞机停场时间提供支持。     

机电设备BIT虚警问题的传感层影响因素分析和数学模型分析

机内测试 (BIT)系统的虚警率是影响 BIT正常使用的主要问题之一。与电子系统相比 ,由于机电设备的功能和结构的复杂性使得其测试性问题更复杂 ,其中的虚警问题更加突出。研究以机电设备 BIT系统为背景 ,从传感层对虚警率的影响因素着手 ,进行系统分析。首先基于 BIT系统传感层的物理特性分析虚警率的影响因素并进行归纳和提炼 ;其次 ,提出 BIT虚警率的分析模型 ,基于该模型分析结果 ,为降低 BIT系统中的虚警率 ,提出嵌入 BIT传感层数据异常检测和恢复功能的 BIT改进模型 ,并分析了该模型的有效性 ,导出改进模型中影响虚警率的主要特性参数。最后在某船舶动力装置 BIT系统中进行了初步验证。