机载电子设备故障诊断专家系统的设计与实现

针对航空机载电子设备故障知识日益膨胀导致的故障诊断系统效率低下、难以快速有效地进行电子装备维护的问题,提出了一种新的、基于专家系统的机载电子设备故障诊断系统。分析了专家系统的原理和结构,研究了一般产生式规则与模糊产生式规则相结合的知识表示方法及精确推理与模糊推理相结合、基于规则推理、案例推理、模型推理及混合推理的推理机制。以Delphi7．0和Oracle9i为开发环境,开发了该专家系统。系统能快速分析故障现象,列出可能的故障原因,输出故障报告,提供故障处理指导。研究表明,新系统具有更高的效率、并且诊断结论也更可靠、可维护性也更好,在实际的航空机务维护工作中取得了良好的效果。     

基于事例和规则混合推理的变电站故障诊断系统

故障诊断是保证电力系统安全运行的重要手段,目前多采用基于规则推理的专家系统,但其知识获取困难,自学习能力差,很难适应电网发展的要求.文中介绍了基于事例推理(CBR)和基于规则推理(RBR)的混合推理的变电站故障诊断专家系统.该系统采用CBR方法确定故障情况,再利用规则评价继电保护和开关的动作情况.事例库包括用RBR系统自动生成的基本事例库及无确定规则的特殊事例,在使用中还可不断地增加新事例以提高系统判断复杂故障的能力.由于采用了混合推理,系统故障诊断快速可靠,动作评价准确,自学习能力也得到很大提高,可减轻运行人员的工作量.     

CBR和RBR融合的牵引变压器运维策略

牵引变压器在运行中易受到高电压、大电流、机械应力及其他环境因素的影响而产生发热、放电、绝缘不良等故障,为了制定合理的运维检修策略从而提高运行中牵引变压器的故障处理水平,提出一种基于规则推理(RBR)和基于案例推理(CBR)融合的牵引变压器运维决策方法:利用RBR获取能反映牵引变压器状态的关键参数,并根据规则库的知识储备得到初步检修方案;设计案例检索算法在状态检修案例库中匹配相似案例,提取检修策略;根据RBR的初步方案对CBR结果进行修改与复用,综合得到最优运维策略,指导检修工作。收集了60例目标案例验证融合决策模型的准确性,结果表明平均决策准确率可达81.67%,且通过实验可判断源案例数量的增加与决策准确率之间呈正相关关系。     

基于规则与案例推理的汽轮发电机组故障诊断专家系统

汽轮发电机组故障特征具有多样性与不确定性,单一推理方式的故障诊断系统不能有效地给出诊断结果及维修策略,设计出结合规则推理与案例推理的集成故障诊断专家系统,研究了其智能推理的工作流程。提出基于置信度的不确定性推理方法对故障进行规则推理,在诊断结果不确定或无结果时采用基于案例的推理机制;选择案例推理时,利用贝叶斯模型进行案例索引和改进的Euclid贴近度的方法检索历史案例,并对出现的新案例进行修正与学习。采用CLIPS专家系统开发工具、SQL数据库和C#编程语言3种软件开发设计该专家系统,通过实例测试表明,该专家系统具有较好的性能,诊断效率较高。     

基于AHP-RBR的燃气轮机压气机故障诊断方法研究

燃气轮机压气机在高转速的工作环境下运行经常会发生故障,严重时会造成燃气轮机非计划停机。为了诊断压气机的故障类型,提出基于AHP(层次分析法)的RBR(规则推理)故障诊断方法。该方法针对规则推理模型不能确定各故障征兆参数对压气机故障类型影响权重的问题,采用了层次分析法对各故障征兆参数进行分析,利用专家知识、经验和压气机故障案例分析,综合确定相对客观的各故障征兆参数权重,有效提高了规则推理故障诊断方法的准确性。仿真结果表明:与RBR模型相比,AHP-RBR模型准确率更高,可为燃气轮机压气机的故障诊断提供方法参考。     

基于电网监测数据的智能化故障研判与处置平台

为了更好地应对电网突发故障,改善算法因数据量大而导致计算速度慢的问题,建立了基于电网监测数据的智能化故障研判与处置平台,利用关联规则(Apriori)算法挖掘数据间的逻辑关联性,以准确判断故障类型和发生位置,结合停电范围和电网实时运行状态,利用案例推理(CBR)算法检索历史相似故障案例,继而形成新故障处置策略,完成故障处理与恢复供电。     

基于故障投诉的配电网故障定位不精确推理系统

提出了一种新的实现配电网故障定位的不确定推理系统，该系统基于用户投诉的不精确信息，采用贝叶斯不精确推理法和面向对象技术，可以排除少数故障投诉中错误信息的不利影响，最终获得比较可信的故障定位结果；论述了面向故障定位的配电网建模方法和贝叶斯不精确推理方法；详细讨论了投诉信息的可信度和不精确规则等主观参数的设置方法以及故障定位算法。文中给出了典型算例，计算结果表明该系统有效地解决了配电网故障定位中的不确定性问题。为配电网的故障定位提供了一种高效的解决方案。     

水电机组故障诊断的集成知识表示与推理

针对水电机组故障诊断知识较为复杂多样的特点,提出了半产生式模糊规则表示、神经网络表示和可视化故障知识表示等多种方法综合集成的知识表达方式和诊断堆推理策略。诊断实例表明,该集成知识表达和推理方式的引入有助于增强水电机组故障诊断专家系统的知识获和表达能力,提高了系统的推理匹配能力。     

一种基于综合推理的变压器故障诊断方法

针对现有变压器油中溶解气体分析方法的不足,提出一种基于综合优化的故障诊断方法。将本体论与案例推理方法相结合,通过定义变压器故障诊断领域知识与案例知识的使用、聚集关系,建立了基于本体论的变压器故障案例库,并进行案例推理。若无匹配源案例,则转入基于判错损失最小的可拓推理机制,通过建立变压器各类故障的物元集模型,在考虑故障先验概率的基础上,引入错判损失最小函数,提高了可拓推理的准确度。通过对收集的200余例变压器故障实际DGA数据计算,并将诊断结果与IEC三比值法、可拓推理方法相比较,验证了所提方法的有效性。     

粗糙集结合Petri网进行分区域并行推理的配电网故障诊断方法研究

针对配电网规模庞大且发生故障后警报信息存在不确定性和不完整性的问题,提出了一种粗糙集结合Petri网进行分区域并行推理的配电网故障诊断方法。该方法先将配电网划分为多个独立的区域,对于各个区域分别建立故障决策表,再利用粗糙集对决策表进行属性优选和诊断规则提取,最后构建Petri网模型,通过Petri网的并行推理实现故障诊断。诊断实例证明了该方法不仅诊断快速准确,而且容错能力强、适应性好、灵活性高。     

基于多数据源的电力变压器分层故障诊断系统设计

在现有变压器在线监测条件普遍不足的前提下,介绍了一种基于多数据源的变压器分层故障诊断系统。该系统充分利用在线监测数据和各种电气试验、运行状况以及专家经验等信息,将人工神经网络和基于事例(case)推理的专家系统结合起来,在不同层次的故障诊断模型中采用不同的智能诊断手段,逐步深入、细化诊断结果,并对系统的数据流和知识流进行合理的总体规划。该系统还提供了模拟变电站数据的仿真器,可用于系统的测试,在一定程度上保证了其可靠性。     

基于分层案例推理的黑启动决策支持系统

分析了电力系统恢复的层次特征和基于案例推理法的黑启动任务决策系统中存在的问题,提出将分层案例推理的思想应用于黑启动调度任务决策支持。文中给出了分层案例库的框架结构及分层黑启动案例的推理算法,并结合山东电网实际,设计并实现了黑启动决策支持系统,通过问题分解、分层案例推理和子案例复用提高了系统的应变能力,其分层式图形交互案例平台清晰地表达了多层次的黑启动决策过程,能够起到调度员培训和在线决策支持的作用。     

A case-based construction method for a fault-restoration support system in secondary power systems

The authors have already clarified that case-based reasoning (CBR) is very useful for the fault-restoration support system in electrical power networks. This paper describes the case-based construction method, adaptation and modification method of a case which is a fundamental process of CBR, and the results of evaluation. The following points were clarified through the simulations of fault restoration under various conditions with electrical power networks of practical scale: (1) a case-based construction method and the guide to the selection of cases which should be included in the case were made clear. Restoration plans which include many cases are registered in the base. Cases which would require long computation time are also registered in the case base. In the application which requires high-speed processing, such as fault restoration, there exists an optimum value in the total numbers of cases in the case base; (2) the function of load switching which is essential to perform adaptation and modification of a case flexibly was studied and embedded in the system herein. Inference power was augmented by the implemented of this function, and optimum for suboptimum solutions were obtained. Processing time with CBR is considerably shorter than other methods, and this feature is remarkable with complicated cases.     

基于多种智能方法的变压器故障综合诊断模型

鉴于粗糙集处理不完备信息的有效性、范例推理查询匹配的直观性以及比值法的简洁性,提出了基于多种智能方法的变压器故障综合诊断方法。综合考虑了油中溶解气体分析与电气试验等多种故障征兆,在分析大量变压器故障案例的基础上,建立了基于粗糙集、范例推理及比值法的综合诊断模型。该模型采用3层结构对变压器故障逐步进行细分,即使在不完备信息时也有助于为现场提供较有效的维修建议。该模型具有计算速度快、正判率高、结果直观等优点。实例也表明了该方法的有效性。     

引入事例推理的牵引变电所故障分析专家系统

传统的电气化铁道牵引变电站故障分析专家系统多采用基于规则推理(BRB)的方法,获取知识困难,推理速度较慢,自学习能力较差,很难适应铁路牵引网发展的需求。文中介绍了引入事例推理的方法,将事例库分为知识库、一般事例库以及特殊事例库,使系统故障分析更加快速可靠,动作评价准确,克服了传统专家系统获取描述准确知识困难的瓶颈,提高了自学习能力。     

基于风险理论和模糊推理的电力系统暂态安全风险评估

在概率论的基础上将风险理论和模糊推理应用于电力系统暂态安全风险评估,利用特定的严重度函数将故障后系统的频率最大偏移、电压最大偏移、功角稳定裕度和故障切除时间裕度进行量化,得到量化的风险指标;将量化的频率风险指标和电压风险指标相结合,通过稳态模糊控制器计算故障的稳态指标,将量化的功角裕度指标与故障切除时间裕度指标相结合,通过暂态模糊控制器计算故障的暂态指标;通过两者的加权综合得到系统的综合暂态稳定指标.在此基础上开发了暂态安全风险评估软件,并以新英格兰39节点系统为例计算三相线路永久性接地故障各风险指标并排序,说明了该方法的有效性和合理性.     

一种基于经验模式分解与支持向量机的转子故障诊断方法

转子系统故障诊断的关键是故障特征提取和状态识别,在故障特征提取中,采用自回归(AR)模型参数作为特征向量来分析系统的状态变化是十分有效的,但AR模型只适用于平稳信号的分析,而转子系统的振动信号表现出非平稳特征;同时在状态识别中,支持向量机(SVM)有效地改善了传统分类方法的缺陷。针对这些问题,提出一种基于经验模态分解(empiricalmodedecomposition,EMD)和支持向量机的转子系统故障诊断方法。该方法对转子系统的振动信号进行经验模态分解,将其分解为若干个固有模态函数(intrinsicmodefunction,IMF);对每一个IMF分量建立AR模型,取模型的自回归参数和残差的方差作为故障特征向量,并以此作为输入来建立支持向量机分类器,判断转子系统的工作状态和故障类型。实验结果分析表明,文中提出的方法能有效地应用于转子系统的故障诊断。     

A case-based Windows graphic package for the education and trainingof power system restoration

This paper presents a case-based Windows graphic package developed by the authors for the education and training of power system restoration. In order to overcome the inherent complexities associated with a restoration switching sequence, a case-based reasoning (CBR) algorithm has been developed. An object-oriented Windows-based graphical user interface (GUI) has been developed to communicate with the expert system and to visualize outputs. Simulation results on a part of the Saskatchewan Power (SaskPower) network have been presented in this paper. The restoration practices of SaskPower network have been collected and stored in a knowledge database called case library. The power flow and the implementation risk analysis tools have been incorporated into the expert system. A risk analysis tool has been used to determine the implementation risk due to the imperfect switching actions. Using the GUI, a user can simulate a blackout event on the system under study. The expert system proposes a restoration proposal after reasoning with the past solutions available in the case library. Using the power flow analysis tool, the user can check the system scenarios after the restoration proposal is implemented