复杂系统故障传播与故障分析模型研究

针对复杂系统故障传播与故障分析的复杂性与不确定性,建立了一种复杂系统故障传播与故障分析模型,即模糊概率Petri网系统。该模型引入故障模式关联概率与置信度约束,用模糊概率Petri网完备地描述了子系统故障模式关联关系,并按照子系统之间的连接关系用消息库所和门变迁连接各模糊概率Petri网,最终形成整个复杂系统的模糊概率Petri网系统模型。模糊概率Petri网系统采用对象内置于Petri网和Petri网内置于对象相结合的方式,简化了模型的表达形式,具有良好的封装性、可重用性和可维护性。最后,以一个应用实例说明了模型的适用性。     

复杂机电系统的全局耦合建模方法及仿真研究

运用键合图和功率拓扑键合图,建立了一个典型复杂机电系统——高速轧机的全局耦合动力学模型,揭示了各子系统之间的耦合关系,分析了由于耦合导致的影响,借助拓扑约束键及因果线,系统数学模型可由子系统数学模型分立——联合运行求解,大大降低了模型的病态程度和仿真时间;数学模型高度模块化,因而可方便地拆卸、拼装以适用于不同类型的轧机。对研究结果进行对比表明所建立的全局耦合动力学模型比一般孤立系统动力学模型更接近实测数据。方法具有一般意义,可用于其他复杂机电系统的动力学建模和分析。     

一种基于FMEA的故障网络图自动构建方法研究

针对复杂机电系统故障网络图(FG)模型构建问题,对失效模式和效果分析(FMEA)的方法进行了研究,对FMEA故障模式关联影响和逻辑关系进行了分析,对故障关联矩阵和其形式化表达之间的关系进行了归纳,提出了一种基于FMEA的从故障关联矩阵到FG模型的自动构建方法。利用大型空压机组进行了层次结构分解和故障模式影响的故障网络图的自动构建试验。研究结果表明:该方法能够有效提高FG构建的准确性和效率,可用于对复杂机电系统故障诊断建立准确的FG模型。     

基于多学科设计的复杂机电系统并行设计方法研究

针对目前复杂机电系统设计采用各学科分离进行子系统串行设计的现状,在分析机电系统耦合特征的基础上,应用国外刚兴起的一种设计方法多学科设计方法进行复杂机电系统的设计。分析了复杂机电系统并行设计的实施基本过程。     

液压系统故障的排除

本文用逻辑分析法阐述了排除液压系统的常见故障的方法。     

复杂机电系统模块化自动建模及仿真

将键合图与模块化理论相结合，建立了一个开放式的机电系统模块库，并在此基础上建立了一个典型复杂机电系统－高速轧机的全局耦合动力学模型，对研究结果进行对比表明：所建立的全局耦合动力学模型仿真与实测数据一致。     

基于Modelica语言的复杂机械系统统一建模平台研究

研究了基于Modelica语言的复杂机械系统统一建模平台MWorks的关键技术。在分析Modelica模型描述和Modelica标准库（MSL）结构的基础上，设计了基于Modelica语言的可视化建模系统框架，提出了基于有向无环图的MSL内存存储模式，提高了可视化建模速度；提出了基于实体句子匹配的快速图文切换算法；设计了基于句子的线性二叉树结构，实现了文本和图形编辑环境相统一的恢复操作。最后给出了MWorks系统的建模实例。     

起重机械液压系统故障的逻辑诊断法

液压技术以它独特的优点在起重机械上被广泛地应用。然而液压设备出现故障后不易查找原因,往往造成起重机长时间停工检修,因此液压系统故障诊断技术越来越显得重要。查找液压系统故障的常用方法是由有经验的维修人员凭直觉,通过看、听、触、测等判     

面向复杂产品系统创新的知识流动模型研究

针对复杂产品系统创新过程对知识依赖性,将企业知识的相关理论导入复杂产品系统创新过程.本文在分析复杂产品系统创新过程中知识需求的基础上,提出复杂产品系统创新过程中的知识流动模型,并对模型的三个阶段进行具体分析,以期提高我国复杂产品系统的创新能力和竞争力.     

复杂产品装配的分层有向图建模方法

由于复杂产品零部件数量大,后续装配顺序规划难度较大.用传统的方法建模,容易造成割集数量随着零件数量的增长而呈爆炸式地增长.针对这种问题,提出利用装配单元划分的方法进行分层;在每层中,用嵌套式的有向图表示装配定位关系信息的分层有向图模型.研究了分层有向图模型的建立和表示方法,并以某型机翼翼盒为实例予以应用验证.     

Sensor configuration and test for fault diagnoses of subway braking system based on signed digraph method

Fault diagnosis of various systems on rolling stock has drawn the attention of many researchers. However, obtaining an optimized sensor set of these systems, which is a prerequisite for fault diagnosis, remains a major challenge. Available literature suggests that the configuration of sensors in these systems is presently dependent on the knowledge and engineering experiences of designers, which may lead to insufficient or redundant development of various sensors. In this paper, the optimization of sensor sets is addressed by using the signed digraph （SDG） method. The method is modified for use in braking systems by the introduction of an effect-function method to replace the traditional quantitative methods. Two criteria are adopted to evaluate the capability of the sensor sets, namely, observability and resolution. The sensors configuration method of braking system is proposed. It consists of generating bipartite graphs from SDG models and then solving the set cover problem using a greedy algorithm. To demonstrate the improvement, the sensor configuration of the HP2008 braking system is investigated and fault diagnosis on a test bench is performed. The test results show that SDG algorithm can improve single-fault resolution from 6 faults to 10 faults, and with additional four brake cylinder pressure （BCP） sensors it can cover up to 67 double faults which were not considered by traditional fault diagnosis system. SDG methods are suitable for reducing redundant sensors and that the sensor sets thereby obtained are capable of detecting typical faults, such as the failure of a release valve. This study investigates the formal extension of the SDG method to the sensor configuration of braking system, as well as the adaptation supported by the effect-function method.     

基于网络特性的分布式复杂机电系统脆弱性分析

利用复杂网络理论,提出了一种基于网络结构特性的分布式复杂机电系统脆弱性分析方法.从系统与网络角度研究流程工业中的复杂机电系统,分析系统的网络拓扑结构特性及对故障传播的影响,在此基础上定义节点负荷及脆性系数,对系统固有的脆弱性进行分析,并给出了具体分析方法.以典型化工过程田纳西-伊斯曼系统为例,详细介绍了该方法的分析和应用过程,并对其有效性进行了验证.研究结果表明,该方法可以从系统网络的角度辨识系统中的脆弱点和关键点,为合理设计安全控制和故障预防措施提供了依据.     

故障树分析法在16V280柴油机燃油系统故障诊断中的应用

16V280柴油机在国内内燃机车上应用非常广泛,每年的故障维修量比较大。燃油系统是机车柴油机的五大系统之一。判断故障产生的位置和原因是直接影响维修速度的根本所在。通过故障树分析法对燃油系统进行故障诊断,力求摆脱经验维修和缩短维修时间。     

分布式机电系统边缘节点信号预处理方法及应用设计

为提高分布式机电系统边缘节点对本地数据过滤和分析的效率及准确性,提出了一种基于最优变分模式分解(Optimal variational mode decomposition,OVMD)的信号预处理方法.首先,利用一阶差分方法有效消除了原始信号中的奇异点,随之利用最优变分模态分解方法对信号进行模态分解,然后进行相关分析,确定各模式与原始信号的相关程度,从而从噪声信号中准确分离出真实的工作信号.在理论与仿真分析基础上,设计开发了分布式机电系统边缘节点预处理系统,并采用信噪比及均方根误差指标评价信号预处理效果.实验结果表明,该机电信号预处理方法及设计的边缘节点预处理系统能够提取不同特征的信号,提高重构信号信噪比,具有较高的保真性和可靠性,为后续系统健康监测、故障诊断等工作提供了数据保障.     

基于故障树的某型装备故障诊断专家系统

基于故障树逻辑编码的某型设备故障诊断专家系统,用具有逻辑关系的数字编码建立故障树模型。再以故障树表形式表述专家知识,并通过故障树自动生成专家系统推理规则。该系统基于Visual Prolog编程语言,包括知识表示、知识库、推理和解释机制的设计。     

基于故障波形时频特征配网故障识别方法研究

配电线路故障类型的准确识别可为线路运维人员提供方向性的指导。基于对故障波形时频特征的分析,提出了一种配电线路故障类型识别方法,通过对不同类型故障波形建立模型与理论分析,从时域、频域和电弧3个方面提出可以表征不同故障类型波形特点的特征参量;并提出依据故障波形数据提取特征参量的计算公式,将多参量融合作为依据建立识别逻辑,通过对输入波形数据特征量的检测归类,实现对不同原因引起的配网线路故障类型的自动识别。最终利用美国电力研究协会(EPRI)提供的136组现场故障波形数据对算法进行了闭环控制与验证,结果显示识别成功率达到90%,证实了利用故障波形时频特性实现配电线路故障类型识别的可行性。     

汽轮发电机组故障诊断专家系统的改进

研究了大型汽轮发电机组故障诊断专家系统的改进与完善.深入分析了原专家系统的不足之处,通过添加知识获取子系统,建立适合新知识库的推理机制,以及增加图形的自动识别功能,提高了系统的自动化水平,使系统得到了完善.通过实例,给出了改进后系统的诊断结果.结果显示,改进后的专家系统提高了诊断的准确度.     

A multi-sensor relation model for recognizing and localizing faults of machines based on network analysis

Recently, advanced sensing techniques ensure a large number of multivariate sensing data for intelligent fault diagnosis of machines. Given the advantage of obtaining accurate diagnosis results, multi-sensor fusion has long been studied in the fault diagnosis field. However, existing studies suffer from two weaknesses. First, the relations of multiple sensors are either neglected or calculated only to improve the diagnostic accuracy of fault types. Second, the localization for multi-source faults is seldom investigated, although locating the anomaly variable over multivariate sensing data for certain types of faults is desirable. This article attempts to overcome the above weaknesses by proposing a global method to recognize fault types and localize fault sources with the help of multi-sensor relations (MSRs). First, an MSR model is developed to learn MSRs automatically and further obtain fault recognition results. Second, centrality measures are employed to analyze the MSR graphs learned by the MSR model, and fault sources are therefore determined. The proposed method is demonstrated by experiments on an induction motor and a centrifugal pump. Results show the proposed method’s validity in diagnosing fault types and sources.     

自动导引车系统避碰及环路死锁控制方法

为了避免单向导引路径网络中各自动导引车间发生碰撞及系统死锁,以基于单向导引路径网络的自动导引车系统为研究对象,提出一种避免自动导引车间碰撞的避碰方法。针对基于单向导引路径的自动导引车系统特点,建立了基于有向图的自动导引车系统运行状态模型,基于该模型提出一种环路死锁搜索方法。定义了包括单环路和多环路死锁临界状态的环路死锁临界状态概念,针对两种环路死锁临界状态,设计了对应的死锁控制策略。通过仿真证明了所提方法的有效性。