非线性过程控制系统传感器故障检测新方法

针对电厂热力系统故障检测和定位准确性低的问题,提出了基于鲁棒输入训练网络的传感器故障检测模型;采用带参数限制项的目标函数对网络进行训练,并在测试目标函数中引入影响因子,增加了模型训练精度,抑制了网络计算过程故障数据对正常值的影响,减小了残差污染,提高了模型准确性;以某300 MW电厂热力系统20组测点为对象进行算例分析,通过反复的实验,结果表明,该模型能够更加准确地对非线性系统故障点进行检测和分离,并更加精确重构各变量真实值,验证了该模型用于非线性过程传感器故障检测的有效性和可靠性.     

一种新的基于弧段提取的椭圆检测方法

为了克服椭圆检测过程中对椭圆完整性和边缘梯度信息依赖性较强的缺点,提高椭圆目标的检测速度,提出了一种新的基于弧段提取的椭圆拟合方法;首先将梯度方向符号相同的相邻边缘点连接成弧段,然后根据弧段的凸性和象限分类定义新的弧选择策略,利用位置约束和弧对的椭圆中心估计提取候选椭圆,最后采用改进的拟合算法拟合椭圆;实验结果表明,基于弧段提取的椭圆拟合方法相对于LMEDS算法和RHT3具有更好的准确性、鲁棒性和稳定性,实时性也有一定的提高。     

一种新的珍珠层厚度测量方法

珍珠层厚度是珍珠价值最主要的衡量指标之一,目前珍珠层厚度的无损测量方法主要采用光学相干层析成像技术和X射线技术;光学相干层析成像技术在实际测量时精度较低;在研究X射线测量原理的基础上,提出了一种新的珠层厚度测量方法;首先介绍了灰度图像的边缘识别算法和珍珠核、珍珠外圆度拟合算法,其次提出了一种引入对照机制的珍珠层测量算法,最后还对算法的误差进行了分析,算法的误差可以控制在0.02％以内;实际的测量也验证了该测量方法具有很高的精度.     

过程控制系统中多条件约束的多传感器故障检测与诊断

针对工业过程控制系统中的故障具有类型多样、时空独立和非线性等特点,使得检测与诊断效率降低,系统性能下降等问题,提出了一种基于自定义多条件约束的多传感器故障检测与诊断机制;该机制,首先考虑了系统的稳态和时空特征建立了非线性过程控制系统多故障模型,并给出了满足条件判定法则;然后对于系统中的单故障,并发故障和通信故障等类型给出了多条件约束法则及独立特性判断;最后提出了通过自定义多条件约束的多传感器故障检测与诊断机制;实验结果表明,在平均检测概率、稳态特征保持能力和系统功耗等方面明显优于无条件约束的机制,可以显著改善过程控制系统性能.     

嵌入式软件在线升级系统的设计与实现

对嵌入式软件在线升级有利于维持系统的稳定性,可实现在线测试,支持系统在线重构,是提高系统可靠性的有效途径;对嵌入式软件的在线升级进行了研究,研究了在线升级的颗粒度和升级点的选择,分析了程序状态的识别和恢复,提出了采用动态分析与静态分析相结合的方法保证升级的安全的方法,实现了在线升级方案;基于在线升级方案构建嵌入式软件系统,实现了应用系统软件的模块级粒度的升级;最后基于在线升级系统设计实现了小卫星星务管理软件,具备了灵活的在线升级能力,表明在线升级系统具有很好的工程实用价值.     

基于贝叶斯估计的水下机器人罗盘故障检测

以电子磁通门罗盘为例对自主水下机器人(Autonomous Underwater Vehicles,AUVs)传感器故障检测方法展开研究.针对电子罗盘极易受到周围磁场的影响而产生时对时错的数据这一问题,首先联立AUV的运动学和动力学方程得到AUV的全状态非线性模型;然后分析了电子罗盘的误差来源,建立了误差的模型;在此基础上,提出了基于贝叶斯估计的故障检测方法并给出了该方法离散形式的递推迭代公式;最后参照实际使用的电子罗盘的参数和AUV的机动能力,设计了仿真实验和外场试验,通过实验验证了该方法的正确性和有效性.     

基于Cortex-M4的激光在线测量控制器设计

针对现场白车身激光在线测量系统控制柜内控制模块过多,接线复杂,且在高强度工作时柔性视觉传感器线缆容易断裂造成短路等问题,设计了基于高性能Cortex-M4处理器的激光在线测量控制器。该控制器利用以太网与测量计算机通信,通过RS-485总线与多个视觉传感器相连,控制其快速、可靠地对白车身进行测量。同时在电源输出端采用电压取样的短路保护措施,并利用改进的限幅去极值平均滤波算法对电压采样值进行处理。与原有控制系统相比,该控制器具有结构简单,运行稳定,成本低,实时性好的优点,保障测量系统安全、可靠地运行。     

火电厂一次风速及煤粉浓度的数据采集系统设计

探讨用于火电厂一次风管道风速及煤粉浓度在线监测系统的高速数据采集方法与相应的实现技术,可为一次风速及煤粉浓度的测量提供可靠的数据。根据要检测的电厂锅炉一次风管道气固两相流的特性,在基于微波法测量一次风速及煤粉浓度方案的基础上,设计了用于一次风速及煤粉浓度检测的数据采集系统。该采集系统使用ST公司的Cortex M4核心的ARM处理器和高精度、双极性、多路同步ADC采集转换器,并使用百兆以太网通信芯片把采集的数据传送到上位机。实现了四路同步数据的采集、传输及存储,经试验验证,能够稳定的进行数据采集。只需对该系统稍加改动,即可实现8通道同步采集。适用于多数数据采集的场合,具有很好的应用前景。     

改进相位一致的岩心图像裂缝提取方法

针对传统相位一致算法提取裂缝连续性差的缺点,提出改进的相位一致算法.首先对岩心图像进行预提取,增大目标和背景区域的对比度,并标记疑似目标像素点;然后,利用双圆投影断点检测算子判定并重建岩心图像裂缝中的断点;最后利用相位一致算法延伸裂缝走向的特性,再次对岩心图像中的裂缝目标进行提取,并进行图像去噪处理.实验结果表明,改进后的相位一致算法,能够保留提取效果不受光照亮度影响、对目标区域敏感度高的传统相位一致算法的优点,并且有效改善所提取裂缝的连续性.     

复杂背景下弱小目标的检测*

复杂背景下低信噪比弱小目标的检测是当今目标捡测的一个热点课题。为了检测到弱小目标,首先对图像进行复杂背景抑制,以达到抑制背景、提高信噪比的目的,然后比较三种方法的背景抑制能力,最后对抑制效果好的图像进行图像分割来进行弱小目标检测。