基于虚拟测试仪器的诊断技术及在VMTS中应用

故障诊断是一门交叉学科,广泛应用于各个领域,在飞机维修虚拟训练系统(VMTS,virtual maintenance training system)平台基础上,提出基于虚拟仪器进行测试、故障定位的仿真训练策略,构建了基于需求的虚拟测试仪器模型框架,并在VMTS系统中得到应用;通过虚拟测试仪器与推理模块协同配合的方法解决了维修虚拟训练过程中普遍存在的故障诊断类型套路化问题,并且能够完成复杂状态下的故障诊断任务,满足各种故障诊断训练要求,最后以尾桨故障诊断为例,证明该方法的可行性.     

基于电子装备虚拟样机的故障诊断训练设计

针对电子装备难以实现维修训练的问题,提出一种基于虚拟样机的故障诊断训练设计方案,介绍面向训练的虚拟样机模型及虚拟样机的三维几何建模、二维图形建模和信息建模方法,给出故障诊断训练的基本思路及基本训练流程,采用2种不同的训练模式,使训练更具针对性,从而达到提高维修人员工作能力的目的。     

直升机交互式桨叶振动调整仿真研究

为解决目前机务维修培训中存在的物理样机难以满足需求的问题,以实际机务维修工作中旋翼振动调整方法为参考,提出在虚拟维修训练系统的基础上实现受训人员对虚拟样机旋翼桨叶进行振动调整仿真操作,以期达到训练目的;根据非沉浸式虚拟维修训练系统的特点设计交互仿真操作逻辑,确定仿真操作步骤,分析座舱振动可视化表示方法,专用虚拟样机的构建方法以及虚拟仪器的实现方式和数据组织结构形式,并将该仿真实验以模块化形式添加到虚拟维修训练系统中,满足拆装条件下对虚拟样机的交互操作需求;最后以欧直松鼠直升机虚拟样机旋翼振动调整方法为例验证该操作仿真逻辑的可用性。     

多信号模型在虚拟故障建模与仿真中的应用

在分析虚拟维修训练需求和故障机理的基础上,提出基于多信号模型的电子装备故障建模方法,研究了虚拟环境中故障数据生成与实时检测、故障现象模拟及仿真运行流程等问题;在VC++环境下开发虚拟仪表,并借助实时通信模块获取Virtools环境中虚拟样机上的测试信号;最后,在Virtools中实现了某型无人机飞行指挥与控制系统故障建模与仿真,验证了该方法的可行性;多信号模型可以完整地描述故障的传递轨迹,高效、灵活地构建故障故障机理模型,为受训人员提供了一个实施诊断逻辑的良好训练环境。     

基于OSG动车组虚拟维修训练系统研究与实现

研究动车组虚拟维修培训系统,针对提高人员维修和培训水平,为了缩短大型复杂产品动车组维修的培训周期,节约训练经费,传统虚拟维修训练系统实时绘制大型模型能力弱,表达维修对象信息不直观等的问题,为解决上述问题,提出进一步用仿真技术,开发了动车组维修训练仿真系统,构建了维修训练仿真系统的框架、层次信息模型,基于OpenSceneGraph三维引擎,采用了产品装配树的建立、大型模型渲染优化、交互信息显示和拆装仿真等关键技术,并组成系统进行仿真.仿真结果表明系统设计的可行性,能够满足大型复杂产品虚拟维修应用的要求.     

基于Jack的虚拟维修样机交互行为建模方法研究

虚拟维修仿真是近年来出现的一种新的采用计算机动画、虚拟现实等技术,进行维修设计和维修训练等的方法,其基本思路是建立设备的虚拟样机,在虚拟环境中模拟特定的维修活动,如产品或部件的拆卸分解、更换、装配等;从运动行为建模、约束关系建模与拆装顺序描述3个方面详细讨论了虚拟样机交互行为建模的方法与过程,最后在Jack环境下设计了交互特征建模软件模块,利用数据库管理样机的交互特征;基于特征的交互行为模型能够满足虚拟维修仿真的需要,设计的软件模块能够较好地与仿真系统集成,对虚拟维修仿真实现具有重要意义.     

虚拟维修训练中的手势识别

为在虚拟维修训练中实现更加自然高效的人机交互,增强维修训练人员的沉浸感,提出一种基于Kinect深度图像和骨骼数据的手势识别方法。通过对维修样机和维修资源的维修特征进行研究,建立基于维修特征的维修动作集合,定义维修操作的常用手势库;在分析和构建手势识别系统流程的基础上,结合Kinect深度图像和骨骼数据实现手势图像的分割,基于形态学闭运算完成手势分割图的预处理,采用Zernike矩的方法实现对常用手势的识别。将该方法应用于机械设备的虚拟维修训练中,结果验证了该方法的可行性和有效性。     

装备虚拟维修培训系统设计与实现

针对目前部队及相关军事院校对武器装备维修培训的需求,结合虚拟现实技术的发展现状、系统结构特征设计了基于虚拟维修技术的装备维修培训系统总体方案。对其中的三维模型设计、维修过程设计、碰撞检测、交互方式等关键技术进行了分析与研究,实现了角色管理、虚拟维修演示与训练、维修信息记录等功能,涵盖学习、训练、评估环节。最后以某武器装置为对象对该系统进行实际应用,结果证明可以满足用户在装备维修训练领域的需求,可有效提高装备维修效率,为装备维修培训提供了新的可行方法。     

基于参数化动作描述的虚拟维修过程仿真

在虚拟人执行维修动作的过程中,参数化动作描述起到了虚拟人动作和自 然语言维修指令之间的桥梁作用,是为了规范虚拟人执行维修任务动作。论文在参数化动作 描述和智能虚拟维修训练环境的基础上,构建了维修任务分解模型和动作库;以参数化动作 描述为基础,提出了用于3D 虚拟人维修动作仿真的虚拟维修实时执行层次结构。最后,通 过某型起落架维修任务对参数化动作和仿真架构可行性进行验证,结果表明,基于参数化动 作描述描述的动作库可以很方便的进行维修过程仿真。     

面向拆装训练的输油泵机组虚拟维修系统设计

针对输油泵机组实装维修训练存在的不足,设计了面向拆卸与装配训练的输油泵机组虚拟维修系统。通过现有主流虚拟现实仿真平台的对比,选择以Unity3D作为开发平台。分析了系统功能、性能需求,设计了系统多层次模块化训练体系结构。针对系统交互式拆装的核心功能需求,提出一种高效的鼠标拖拽时零部件位置更新算法;为在虚拟训练过程中正确模拟机械零部件拆装的顺序关系,研究了基于事件驱动编程的设计方法。对系统实际运行参数进行测试,满足各项功能、性能需求。系统不仅满足输油泵机组维修训练的需求,还可为其它产品的维修拆装训练系统设计提供参考。     

DiagDO: an efficient model based diagnosis approach with multiple observations

Model-based diagnosis (MBD) with multiple observations shows its significance in identifying fault location. The existing approaches for MBD with multiple observations use observations which is inconsistent with the prediction of the system. In this paper, we proposed a novel diagnosis approach, namely, the Diagnosis with Different Observations (DiagDO), to exploit the diagnosis when given a set of pseudo normal observations and a set of abnormal observations. Three ideas are proposed in this paper. First, for each pseudo normal observation, we propagate the value of system inputs and gain fanin-free edges to shrink the size of possible faulty components. Second, for each abnormal observation, we utilize filtered nodes to seek surely normal components. Finally, we encode all the surely normal components and parts of dominated components into hard clauses and compute diagnosis using the MaxSAT solver and MCS algorithm. Extensive tests on the ISCAS'85 and ITC'99 benchmarks show that our approach performs better than the state-of-the-art algorithms.     

微型嵌入式系统故障诊断方法综述

随着物联网和大数据的高速发展,微型嵌入式系统已经广泛应用于外卖、共享单车、运输、快递和智能家居等行业之中,现有的故障诊断研究主要集中在传统嵌入式系统上,因此针对微型嵌入式系统故障诊断文献相对较少。针对上述问题和结合该系统的特点(有限计算能力和存储空间的),提出了一类适合微型嵌入式系统故障诊断方法分类方法,将其分为两大类,即本地故障诊断方法和远程故障诊断方法。接着讲述了微型嵌入式系统故障诊断方法核心思想,总结出了各方法在微型嵌入式系统上运用的优缺点和应该注意的问题,最后讨论了微型嵌入式系统故障诊断亟待解决的问题。     

智能故障诊断方法及其应用

基于第一原理的一致性故障诊断原理,提出以二分相容检验为基础的最大正常故障诊断理论。该理论融合一致性故障诊断与溯因诊断的核心原理,弥补了基于模型的智能故障诊断理论中矛盾集构造研究的薄弱环节,减少相容性检验的对象,缩小诊断空间,提高诊断的准确性,具有较好应用性。应用实例验证了该理论的有效性。     

基于比较诊断模型的超立方网络诊断算法

一个有效的诊断算法对多处理器系统而言极其重要。在多处理器系统中,识别所有故障节点的能力称为诊断系统的诊断度。在比较模型下,诊断 的执行是通过一个比较器处理器,给与之相邻的一对处理器发送相同的输入信号,并比较两者间的响应状态。为了提高超立方网络的诊断度,提出了一种新型的基于比较模型的超立方故障诊断算法,其利用超立方网络节点连接的特性生成一个拓扑图ES(k;n),最终得出一个3位二进制的诊断症候集,从而确定系统故障节点。该算法的诊断度最优能达到4n,大于传统超立方的诊断度n。     

一个系统级故障诊断算法

本文提出了多处理机系统故障诊断的一个算法。为了度量 该算法的运行时间，定义了算法的概率时间复杂度函数，进而通过仿真实验和理论分析证明了这个算法能够用 较小的开销获得高的正确诊断率。     

Multidisciplinary fault diagnosis of complex engineering systems: A case study of nuclear power plants

Fault diagnosis is a key process in ensuring complex engineering system safety. It often requires collaborative and multidisciplinary efforts. This study seeks to understand the process of multidisciplinary fault diagnosis in complex engineering systems and the key human factors issues that impair this process. Data were collected from multidisciplinary diagnostic activities conducted in the commissioning phase of nuclear power plants (NPPs). In the first phase, we proposed a process model based on a combination of literature review, specialist interviews, and field observations. In phase two, the influencing issues identified in the first phase were assessed through a survey with 117 NPP commissioning specialists. Five factors influencing multidisciplinary fault diagnosis were identified: cognitive artifacts, diagnosis biases, preparation for multidisciplinary diagnosis, information sharing and collaborative reasoning, and collaborative decision-making. The significances of each factor were compared. The results provide guidance for the development of improvement measures to enhance the performance of multidisciplinary fault diagnosis.Practitioner summaryThe processes and influencing issues of multidisciplinary fault diagnosis during the commissioning phase of nuclear power plants were studied with field observations, interviews of 28 specialists, and a survey of 117 specialists. Five major influencing factors were identified, and their influences were compared.     

基于结构的弱诊断模型

本文首先给出一种弱诊断模型，利用系统的结构信息，快速得到系统的弱诊断，在不丢失解的情况下缩小诊断空间，以提高诊断效率。对仅知道系统的整体功能和物理结构系统，无法进行一致性诊断或更强的诊断，我们仍然可以对其进行弱诊断。其次，我们给出了弱诊断、一致诊断、溯因诊断间的关系。最后，根据诊断和真正故障元件集合间的关系，定义了诊断的可采纳性，并证明了弱诊断、一致诊断是可采纳的。     

改进的W-A、W-O+W-A自适应互连诊断算法

针对电路板线与(W-A)以及线或和线与(W-O+W-A)共存的互连故障诊断问题,提出了针对W-A和W-O+W-A的改进的边界扫描自适应互连诊断算法。借鉴改进的W-O自适应算法研究经验,由改进的W-A抗误判算法+移位"0"序列得到改进的W-A自适应算法;采用同时具备W-O和W-A对角独立性的测试序列得到W-O+W-A的改进的自适应算法。     

用辩论刻画含约束的诊断空间

在含约束的极小诊断故障部件的每个超集并非总能构成一个含约束的诊断。作者把基于模型的含约束的诊断比喻成一个辩论过程;一些部件可以指责某些部件出了故障;反过来这些部件也可以为自己辩护。在作者所建立的辩论框架下含约束的诊断空间得到了紧致的刻画。与相关工作相比,这种方法具有计算上的优势,它也可以解决极小诊断假设问题。     

基于E_DAG的本体不一致性诊断算法研究

本体不一致性问题是语义网络研究中的关键技术之一。基于DAG图的局部诊断方法在传统的模型诊断基础上,采用经典逻辑进行描述,这种方法在构造性知识描述领域中得到大量应用。无辜诊断方法对局部诊断方法进行了改进,可进一步提高局部诊断方法的求解效率。在此基础上,对DAG图表示进行了扩展,提出了一种基于E_DAG的本体不一致性处理的表示方法及其相应实现算法,并通过动物本体实例说明了此方法的工作原理。