基于多源信息融合故障树与模糊Petri网的复杂系统故障诊断方法

针对复杂系统故障树模型构建困难且模型冗余节点多、计算复杂的问题,提出一种基于多源信息融合故障树与模糊Petri网的故障诊断方法。该方法先将多源信息进行标准化处理,从处理后的信息中提取维修元数据,同时利用数据挖掘方法得到故障关联项集。通过维修元数据、故障关联项集和系统结构关系的映射、融合,更加全面、准确地构建复杂系统故障树模型。采用模糊Petri网对多源信息融合故障树模型进行简化和改进,并利用基于模糊Petri网的动态故障推理方法和基于关联矩阵的最小割集求解方法建立复杂系统故障诊断方法,提高了故障的诊断速度与推理效率。以汽车发动机故障诊断过程为例,证明了所提方法的合理性和有效性。     

基于改进模糊故障Petri网的复杂系统故障诊断与状态评价EI北大核心CSCD

为提高复杂系统的可靠性,在综合模糊Petri网和故障Petri网优点的基础上,提出了改进模糊故障Petri网的建模及推理方法。该模型定义了库所、托肯及变迁的着色规则,并结合模糊产生式理论,应用于复杂系统的故障推理,从而更加直观、明确地描述故障状态及信息。该模型的正向推理反映了故障传播的固有特性,采用基于智能点火判断矩阵的正向演绎算法,实现了故障状态快速、准确的智能评价。该模型的逆向推理为故障诊断过程,引入智能的逆向推理矩阵,并结合基于Petri网关联矩阵的最小割集诊断法,实现了模型中任意库所故障的逆向自动诊断,同时根据故障易发率得出最小割集优先顺序,提高故障诊断的效率。以数控机床进给系统的故障分析为例,验证了所提模型和方法的正确性与高效性。     

飞机自动驾驶仪故障诊断专家系统设计

设计了一种基于故障树的专家系统结构,建立了自动驾驶仪系统的故障树模型和专家诊断知识库,提出了一种基于故障树专家系统的自动驾驶仪系统故障诊断方法,开发了基于该方法的故障诊断实验平台。该方法通过对自动驾驶仪系统故障树模型进行分析,提取故障树最小割集及最小割集重要度,将专家系统作为框架、故障树作为诊断规则,并存入专家系统知识库,运用基于故障树最小割集重要度的推理机,实现故障树与专家系统的交互操作,最后完成诊断并输出结果。     

基于Petri网的复杂制造系统故障树分析

针对动态复杂制造系统故障诊断问题,提出了一种融合Petri网与故障树的系统故障建模方法.基于对偶和再吸收原则来简化Petri网模型,应用库所矩阵法对处理后的简单模型求其最小割集;基于Petri网优化建模的结果,运用OpenFTA故障树分析软件对其进行定量分析,求得各最小割集概率重要度,顶事件发生概率以及各底事件概率重要度.该模型在不锈钢方坯连铸机结晶器故障应用结果表明,与通常的故障树求解方法相比,对于复杂的故障树,用该集成模型可有效地进行故障树的定性、定量分析,节省计算时间成本,提高分析效率,并提高了故障诊断的正确性.     

基于AFPN的汽车故障诊断研究

针对汽车故障诊断专家系统的知识具有动态性和不确定性的特点.提出了一种基于自适应模糊Petri网（AFPN）的汽车故障诊断方法。该方法首先根据模糊产生式规则建立相应的模糊Petri网模型,然后利用BP算法,通过样本数据对模糊Petri网中的权值等进行反复的学习训练,最后利用训练得到的参数和故障征兆发生概率对故障进行诊断。这种方法使知识库能动态更新,并可以避免依靠人工经验设置带来的不确定性。诊断结果表明,和传统故障树方法相比,该方法具有很多优点。     

航天复杂系统的加权模糊Petri网故障诊断建模

针对模糊Petri网模型难以解决航天复杂系统故障诊断中存在的状态组合空间爆炸、故障关系不清晰、故障源对故障影响程度等问题,提出了基于加权模糊Petri网的故障诊断方法,同时定义了加权模糊Petri网转化成分层着色Petri网的规则。该方法将加权思想与模糊Petri网相结合,建立加权模糊Petri网模型;将加权模糊Petri网转换为分层着色Petri网模型;通过图形反向推理诊断思想实现加权模糊Petri网的知识表示与推理规则,诊断故障发生的原因。最后,对某航天测试系统的一级稳定系统中的放大器系统故障诊断实例进行了仿真,结果表明:该方法对本实例的应用效果较好,故障传播路径清晰,对于规则变化具有良好的适应性,为其他复杂系统的故障诊断提供了一定的参考。     

应用Petri网的关联矩阵求最小割集的新方法

在应用Petri网模型构建系统故障逻辑关系图的基础上,提出了一种应用Petri网的关联矩阵求最小割集的算法。具体方法是在关联矩阵中按行、列查找所表达的输入、输出关系,直到找到基本事件,并将对应事件按“与”、“或”关系展开,这样可以直接从关联矩阵中得出割集,再按照布尔吸收律、等幂率或素数法求出最小割集。应用关联矩阵法求有重复事件Petri网模型的最小割集简单明了。进行了基于VisualC＋＋6．0的算法程序编制,并通过了检验。通过对某舰艇防空系统故障最小割集的求解说明了求解过程并证明了该算法的正确性。     

基于Petri网的测试⁃故障诊断一体化模型研究

现有测试性模型对复杂装备进行分层建模时，不仅需要每层装备的故障模式、影响和危害性分析（failure mode， effects and criticality analysis，简称FMECA），还需要确定各故障模式之间的联系，增加了实际工作量和建模难度，与实际故障诊断脱节。为解决上述问题，提出一种基于Petri网的建模方法，将测试性模型与故障诊断模型相结合。首先，采用广义随机Petri网建立装备系统级的测试性模型，采用模糊Petri网（fuzzy Petri net， 简称FPN）建立子系统的故障诊断模型，完成系统到子系统的传递；其次，根据FMECA信息对故障统计数据进行处理，通过神经网络对参数进行调整学习和优化；然后，采用正向推理实现故障的准确预测，逆向推理结合最小割集完成故障定位；最后，以涡扇发动机风扇部件模型为例进行建模分析，并通过故障树和统计数据验证了模型的正确性和有效性。     

层次故障诊断模型的模糊Petri网推理

本文提出在故障诊断的层次化分解基础上,结合模糊Petri网(FPN,Fuzzy Petri Network)实现故障推理过程.首先将层次化的诊断分解模型采用Petri网中变迁和位置的转移来进行描述.推理算法采用矩阵运算,充分利用了Petri网的并行性处理能力,并能够描述故障传递状态.该推理过程简单,并能够使诊断效率得到提高.     

基于模糊Petri网的液压系统故障诊断研究

某型多用工程车负载敏感液压系统采用负载敏感节能技术,具有系统复杂、作业环境恶劣、故障多发、故障模糊性强等特点,对其进行故障诊断、推理定位一直是维修保障的重点与难点。该文利用模糊Petri网并行推理机制以及与故障树的映射关系,建立了基于故障优先级的反向推理诊断。诊断结果表明:模糊Petri网适合于故障多发、系统复杂、模糊性强的液压系统故障推理诊断。     

基于含不可观变迁Petri网的码垛机器人零件加工系统故障检测方法

研究了基于含不可观变迁Petri网的码垛机器人零件加工系统故障检测问题。结合机器系统运行过程中的故障特征,对Petri网在机器系统故障诊断中的应用进行了研究,提出了包含不可观变迁Petri网的基本可达树和诊断分析函数的概念及基本可达树故障检测算法。以码垛机器人零件加工系统为例,建立了Petri网系统模型,应用基本可达树故障检测算法进行检测,故障检测结果符合码垛机器人零件加工系统实际运行情况,验证了该方法的有效性。     

单斗挖掘机液压系统故障分析和可靠性评估新法

以某型单斗挖掘机液压系统的故障分析及可靠性评估为目标,基于Petri网理论建立液压系统的故障Petri网模型,采用割集理论确定液压系统故障的所有割集,利用故障Petri网的定量计算能力求解液压系统的可用度指标数据。应用表明,与故障树法相比,故障Petri网在定性分析和定量计算方面具有优势。     

基于模糊Petri网的门式起重机故障诊断专家系统研究

为了诊断不确定性的门式起重机故障,在传统专家系统的基础上采用模糊Petri网来表示知识并进行逻辑推理进行故障诊断。在基于规则库的诊断基础上,运用模糊Petri网图形化的方法进行逻辑推理和知识表达,对故障信息的模糊性和不确定性进行表示和处理,并通过人机对话进行模糊量化。通过门式起重机故障诊断案例分析,结果基于模糊Petri网的门式起重机故障诊断专家系统可以快速诊断门式起重机的故障。说明采用模糊Petri网的专家系统可以较好地快速诊断不确定性的门式起重机进行故障,具有一定的应用性。     

基于神经网络的塔式起重机电气设备故障诊断系统

为了提高塔式起重机的故障检测效率,将BP神经网络故障诊断应用于起重机电气设备的故障诊断中。该系统一方面可根据新的故障样本自动学习、训练和更新故障知识,形成新的故障诊断规则并添加到专家系统知识库中。另一方面,直接调用神经网络诊断模块实现故障诊断,根据故障现象诊断故障原因,为维修提供指导。     

基于模糊Petri网的飞机故障推理建模技术研究

将数学建模和可视化技术相互融合,将飞机部件间的逻辑关系量化并通过可视化的方式表达,建立基于特定机型的飞机故障推理系统,对飞机维修排故前期具有一定指导意义。首先介绍了Petri网的相关理论,着重阐述了模糊Petri网理论及其应用领域,提出把模糊Petri网理论应用于故障推理系统;在模糊Petri网理论的基础上实现基于模糊Petri网可视化建模飞机故障推理系统,实现在人机交互界面的模糊Petri网的可视化建模,并采用矩阵推理算法对建立的模糊Petri网模型进行故障推理。最后以飞机维修故障实例对该系统进行验证。     

基于粗糙集和Petri网理论的矿井电网故障诊断

结合真实井下变电站的情况,将粗糙集和Petri网理论结合提出了一种故障诊断的方法,即利用粗糙集知识约简和处理不确定信息的能力,对变电站的故障诊断知识实现属性优选,获得最小诊断规则,用来建立最优的Petri网模型,并利用Petri网并行推理的能力实现简洁高效的故障诊断。测试表明该方法能有效地缩减求解规模,诊断速度快,正确率高。     

基于BP神经网络的某型装备故障诊断专家系统

为提高现代工程装备在复杂现场环境下的维修保障能力,提出了基于神经网络的专家系统故障诊断方法。进行了该装备各个组成系统的故障模式与故障元件分析,研究了专家系统知识库的建立步骤并完成了故障诊断专家系统的知识库构建,并设计了基于神经网络推理技术的专家系统正向推理机制。研究成果在工程兵部队进行了应用,有效地提高了部队的装备故障维护与保障能力。     

故障树分析法在雷达发射机故障诊断中的应用

故障树分析方法是一种实用的故障分析方法。根据输入的故障征兆自动寻找匹配的底事件,然后生成顶事件故障树并求出最小割集,按照最小割集重要度大的部件优先检测的顺序生成测试流程,提示操作人员按照测试流程进行测试并找出故障源。通过构建故障树来进行某型雷达发射机的故障诊断分析,不仅可以方便推理机构寻找潜在故障进行故障诊断,而且较好地解决了专家知识获取难的问题,在确保诊断知识完整性的同时充分发挥了专家知识故障诊断快速高效的优点。     

FTA分析法在液压压砖机远程故障诊断专家系统中的应用研究

以YP4800型全自动液压压砖机为例,分析了液压系统的故障模式和推理过程,建立液压系统故障树,将故障树理论和专家系统相结合,建立了基于故障树的液压压砖机的远程故障诊断专家系统.根据割集和最小割集的重要度优先级,用规则和框架相结合对故障树进行推理诊断.     

供料机械臂液压系统动态可靠性研究

弹药自动装填技术已经成为现代火炮技术的一个重要分支,液压系统的可靠性是保证整机工作可靠的关键因素。主要分析了该装填系统中液压系统的动态可靠性问题,利用随机Petri网(SPN)建立了该系统的可靠性模型,并在PIPE软件中算出关联矩阵,求得最小割集,根据已知的各元件的失效率和维修率,算出动态可靠性,该方法为定量计算系统动态可靠性提供了参考依据。