基于FPPNS的复杂系统故障诊断研究

为解决复杂系统故障诊断问题,利用面向对象思想、高级Petri网技术、模糊理论以及概率理论,建立了一种描述复杂系统故障关系的模型———FPPNS,介绍了模型涉及的对象类,给出了模型的诊断推理过程。该模型应用于发射装置的故障诊断,取得了良好的应用效果。用实例说明了模型的应用方法。     

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。     

基于模糊概率Petri网系统的故障诊断仿真研究

利用面向对象思想、高级Petri网技术、模糊及概率理论,建立了一种描述复杂系统故障关系的模型.着重介绍了基于该模型的故障诊断仿真控制策略,包括控制层策略和操作层策略.讨论了该模型的网元素实现,定义了5个库所类、5个变迁类、1个模糊概率Petri对象类、1个模糊概率Petri对象类的派生类和3个Token对象类,并给出了基于该模型的故障诊断仿真算法.最后,介绍了基于该模型的故障诊断仿真系统设计,并以简单的仿真实验验证了模型及仿真算法的适用性.     

复杂系统模糊概率故障图模型研究

建立了一种描述复杂系统故障关联关系的模型，即模糊概率故障图模型。该模型利用图论理论和面向对象建模思想，将复杂系统故障关联关系抽象为一个由三元组描述的有向图，引入故障模糊状态和故障概率信息，体现了故障关系随系统或部件工作状态而变化的特性。给出了模糊概率故障图模型的对象类定义、层次分解方法及模型特性。通过模型在复杂机电设备系统故障诊断中的实际应用说明了它的适用性。     

基于TS算法的FPN鱼雷电子系统故障诊断方法

针对鱼雷电子系统故障传播的连续性,以及故障征兆与故障原因之间的模糊不确定性特点,提出一种基于禁忌搜索算法的模糊Petri网的鱼雷电子系统故障诊断方法.该方法定义了一个十元组的模糊Petri网,给出了表示模糊产生式规则的三种基本的模糊Petri网模型,在此基础上采用禁忌搜索算法对模糊Petri网模型参数进行优化.当模糊Petri网模型参数得到优化后,根据库所信度的大小通过故障推理进行故障定位.将其应用到某型鱼雷电子系统的故障诊断系统中,结果表明,该方法能够有效的提高模型故障诊断能力,具有较强的实用性.     

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。     

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.     

制造系统动态可靠性建模理论及其应用

在分析传统可靠性设计理论存在缺陷及面临挑战的基础上，评述动态可靠性建模主要方法。利用Petri网对动态系统的描述能力，将Petri网应用于系统故障分析和动态可靠性计算中，提出了基于故障Petri网的动态可靠性建模方法。以某挖掘机液压系统为例，研究了制造系统故障的Petri网静态描述和动态可靠性计算方法，求解得到系统可靠性数值指标。应用表明，随机Petri网在故障传播描述以及系统动态可靠性分析方面具有优势.     

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。     

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。     

基于着色解释Petri网的网络协议建模及协同仿真方法

为解决协议工程中协议形式化验证和仿真断裂的问题,结合着色Petri网和解释Petri网,构造出一种可建模复杂离散事件系统的着色解释Petri网.借助观察者模式,依据着色解释Petri网的特点,提出了一种具有通用性的与协议仿真工具协同工作的方法.作为对该方法的示例,采用着色解释Petri网对避免冲突的多路访问协议进行建模.在保证与OPNET仿真模型一致的基础上,通过着色解释Petri网与OPNET的协同仿真,改良了避免冲突的多路访问的功率控制算法.基于着色解释Petri网的协同仿真,第一次紧密连接了Petri网和通用协议仿真工具,对协议工程将起到重要作用.     

时间约束工作流模型的简化分析与可调度性验证

为解决复杂工作流的时间建模与可调度性验证问题,提出了将简化规则应用到Petri网工作流模型中的方法.首先,给出了时问约束Petri网的相关定义和基于此的工作流建模方法,实现了工作流模型及其时间信息建模.然后,为了对工作流网的可调度性进行验证和分析,给出了时间约束Petri网时间可调度的概念,并根据时间约束等价变换原则,提出了基于时间约束Petri网的四种基本工作流组件模型的简化规则和压缩推理方法.该方法可以对复杂的工作流模型进行简化,计算模型节点的时间参数,从而完成含有时间信息工作流结构或流程的时间建模和可调度性分析.最后,以保险索赔为例验证了所提方法的可行性.     

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。     

面向仓储物流的建模及控制系统设计方法

为提高现代企业仓储物流的设计质量和效率,提出了一种基于资源颜色时序信号的扩展Petri网建模及控制系统设计方法.该方法首先采用资源颜色时序信号的扩展Petri网建立了仓储系统的动态模型,清晰地描述了各种物流活动的顺序、并发,冲突等关系,并结合关联矩阵,阐述了判断死锁和陷阱的方法.该方法建立的模型可根据Petri网运算规则进行保性化简,便于仿真分析和验证,且可直接用于系统可编程逻辑控制器的控制程序设计.最后,以仓储物流控制系统为例,阐述了系统建模及控制设计过程.     

基于过程控制网的协同设计建模与分析

为解决协同设计中多任务实例并发执行,以及设计过程动态控制的可视化与形式化问题,提出了协同设计全过程的概念及其形式化方法——过程控制网。协同设计全过程由设计对象、设计阶段和过程转移机制组成。过程控制网是在面向对象Petri网的基础上,通过扩展其变迁的语义得到。设计对象建模为托肯,过程转移建模为过程网,各设计阶段建模为单元网,过程网和单元网通过特定的变迁进行交互。最后,给出了协同设计全过程的过程控制网模型的运行实例。多实例并行执行所产生的变迁序列表明,该模型不仅胜任动态设计过程的控制,而且允许多个任务按照不同的过程定义同时执行。     

多工序加工系统产品尺寸误差传递建模

多工序加工系统中最终产品的尺寸误差是所有加工工序上尺寸误差累积、耦合与传递的结果。目前方法是建立数学模型对多工序加工系统尺寸误差传递进行分析,而缺乏逻辑层次上的建模理论和方法。为解决多工序加工系统中尺寸误差传递的逻辑分析问题,采用面向对象Petri网方法,在定义误差状态通用物理对象基础上,建立通用物理对象和加工系统的映射规则,对误差状态子类物理对象进行继承和封装,设计出误差状态消息传递关系网。建立的产品尺寸误差面向对象Petri网(Errors of product dimension-object oriented Petri net,EPD-OPN)模型可以作为多工序加工系统中尺寸误差传递动态分析和故障诊断依据。通过发动机缸盖的多工序加工过程为例证明该模型的有效性和可行性。该模型具有模块化、可重复使用性的特点和结构化的复杂逻辑关系描述能力,是目前数学模型很好的扩展。     

基于Petri网的故障诊断方法研究

Petri网作为一种图形化的网络与建模工具,能方便的表示和分析信息流,进行逻辑关系的表达和系统行为的建模,在故障检测和诊断领域得到越来越广泛的应用.该文对基于Petri网的故障诊断方法进行了系统研究,旨在为工程实践提供理论基础.