山东科技大学学报(自然科学版)

动态系统故障与容错控制

  • 基于局部临近标准化的FD-KNN故障检测

    李元;李美萱;张成;冯立伟;

    针对方差相差大的多模态故障诊断数据问题,提出一种基于局部临近标准化(local nearest neighborhood standardization,LNNS)的k近邻故障检测方法(fault detection-k-nearest neighbor rule,FD-KNN)。首先,计算每个样本的局部近邻,采用近邻特征实现标准化,克服传统标准化方法 Z-score将多模态数据看成一个整体而使数据不准确问题;其次,计算每个样本间距离,建立局部临近标准化距离模型,通过临近距离确定控制限。最后,在半导体生产过程中进行仿真应用研究,通过实验结果的比较与分析表明了所提方法的有效性。

    2017年05期 v.36;No.172 1-6页 [查看摘要][在线阅读][下载 370K]
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  • 基于模糊自适应UKF的船舶动力定位多传感器融合(英文)

    徐树生;李娟;

    为了改善船舶动力定位系统多传感器融合性能,基于模糊自适应UKF建立了一种多传感器分级融合算法。利用协方差匹配原理建立模糊自适应算法,利用新息建立测量质量控制算法和子系统故障诊断算法,将这三种算法与UKF相结合构成模糊自适应UKF算法。利用滤波状态参数构建第一级相互平行的融合算法,再基于相互独立的第一级融合性能建立第二级融合,从而构建基于模糊自适应UKF的多传感器分级融合算法,实现多传感器的动态分级融合。仿真结果验证了所建算法的有效性。

    2017年05期 v.36;No.172 7-15页 [查看摘要][在线阅读][下载 403K]
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  • 改进PCA方法在化工过程中的故障诊断研究

    杜海莲;苗诗瑜;杜文霞;刘小亮;

    为了使化工生产中复杂系统的故障判断更加精准、更加有说服力,采集系统正常工作和故障状态时的数据,运用改进的主元分析(PCA)算法判断系统是否有故障产生。改进的主元分析算法是在传统主元分析的基础上将平方预测误差SPE统计量分化成与主元显著关联的检测变量残差(PVR)统计量和其余一般变量残差(CVR)统计量,再与Hotelling’s T2统计量相配合进行系统故障的判断,使检测到的结果更加精准,生产过程更加安全。将此改进的主元分析方法运用到田纳西—伊斯曼过程中,仿真结果验证了该方法可以有效识别系统处于正常工况状态还是故障状态,是一种系统故障分析和诊断的有效方法。

    2017年05期 v.36;No.172 16-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 307K]
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  • 融合寿命数据和退化数据的防喷阀剩余寿命预测

    陈秀荣;李娟;于加举;

    为了解决目前利用Wiener过程对产品进行寿命预测时,由于考虑个体差异至少需要对模型的三个参数进行估计从而导致计算量较大的问题,提出了利用个体方差和总体方差的相关关系以减少待估计参数个数的寿命预测方法。利用历史寿命数据和实时退化数据,采用Bayes估计和EM(expectation maximization)算法得到性能退化信息的参数值,从而得出防喷阀的剩余寿命的概率密度函数及相关分布。仿真结果表明所提方法不仅减少了待估计参数的个数,使计算过程更简单有效,而且有效提高了剩余寿命的预测精度。

    2017年05期 v.36;No.172 23-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 246K]
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  • 基于极限学习机的电力变压器故障诊断

    杜文霞;赵秀平;杜海莲;吕锋;

    针对三比值法存在比值编码缺失无法诊断故障的不足,将泛化性能好的极限学习机与三比值法相结合,用于电力变压器的故障诊断。一方面将样本中特征气体的组分含量及对应的比值编码作为极限学习机的输入,使建立的极限学习机故障诊断模型包含了比值编码信息,进一步发挥三比值法在远离区间分界点时诊断准确率高的长处;另一方面,在故障诊断时,可根据待测样本输出矩阵中每列元素最大值所在的行,判断样本所属的故障类型,从而在一定程度弥补了比值编码缺失无法诊断故障的不足。实例诊断结果表明,该方法计算简单,灵活方便,故障诊断正确率高,具有一定可行性和有效性。

    2017年05期 v.36;No.172 29-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 235K]
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  • 全自动汽车离合器盖总成综合性能检测试验台数据融合方法

    郜思洋;张邦成;王占礼;刘亮;

    全自动汽车离合器盖总成综合性能检测试验台是检测汽车离合器盖总成性能的重要设备,其检测精度的高低是决定离合器盖总成产品质量的重要因素。为了提高全自动汽车离合器盖总成检测试验台的检测精度,降低误检率,利用贝叶斯估计算法对测量数据进行数据融合。实例分析表明,基于贝叶斯估计算法的全自动汽车离合器盖总成综合性能检测试验台数据融合保证了汽车离合器盖总成的检测精度及可靠性,提高了汽车离合器盖总成的合格率。

    2017年05期 v.36;No.172 37-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 324K]
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  • 线性正则变换在信号处理中的应用

    许水清;柴毅;冯莉;

    线性正则变换作为Fourier变换和分数阶Fourier变换的广义形式,具有更强的灵活性,在非平稳信号处理中具有独特的优势,已经在信号处理领域引起了广泛的关注。首先阐述了线性正则变换的基本定义与性质,然后着重介绍了在信号处理中的应用,最后对当前线性正则变换在故障诊断中的应用进行了探讨。

    2017年05期 v.36;No.172 43-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 266K]
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  • 基于语义网络的副翼作动器综合故障诊断方法

    孙锦文;马剑;丁宇;刘清竹;王景霖;吴英建;

    为了实现飞机典型机电系统故障诊断知识集成共享与利用,提出了一种基于语义网络的副翼作动器综合故障诊断方法。首先利用FMECA方法对副翼作动器进行故障机理分析,然后基于语义网络理论,对副翼作动器在产品域、测试域、诊断域进行本体的构建及相关分析,并使用OWL语言实现了本体的机器可读,从而获得副翼作动器的故障诊断知识模型构建,在此基础上再进行系统故障的综合推理。该方法初步实现了副翼作动器故障诊断基于语义网络理论的知识库构建,验证了模型的故障推理能力,可以有效解决副翼作动器的综合故障诊断问题。

    2017年05期 v.36;No.172 52-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 322K]
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  • 基于自适应观测器的列车牵引系统执行器故障诊断

    李文凯;冒泽慧;姜斌;戴文雯;

    针对高速列车牵引系统执行器故障,提出了一种基于自适应观测器的故障诊断方法。针对高速列车纵向运动模型参数不易获得的特点,建立了参数未知的列车动态数学模型。考虑到高速列车牵引系统具有多个执行器,其故障发生时间及位置未知,针对不同故障位置,设计了基于自适应技术的故障诊断观测器,观测器相关参数由自适应律更新,通过观测器与列车系统匹配实现故障诊断,基于李雅普诺夫稳定性定理,证明了匹配观测器的收敛性和不匹配观测器无法收敛,从而诊断出故障位置及时刻。最后通过一个高速列车仿真例子验证了所提故障诊断方法的有效性。

    2017年05期 v.36;No.172 60-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 167K]
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机电自动化

  • 基于最大熵的电网停电事故损失负荷预测

    曹娜;曹爽爽;于群;贺庆;

    损失负荷作为评估停电事故危险等级的主要指标之一,其预测问题对停电事故预防工作有重要的实际意义。基于熵理论,分析了停电事故的最大熵特征,提出了损失负荷的最大熵预测模型。以GS电网为例,综合考虑损失负荷的历史数据与仿真数据,利用最大熵预测模型对电网停电事故进行预测,给出不同预测年限下的损失负荷预测结果。通过与其他方法的预测结果及事故实际数据的比较分析,验证了所提预测模型的有效性。

    2017年05期 v.36;No.172 65-71页 [查看摘要][在线阅读][下载 252K]
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  • 基于超级电容储能系统的电梯微网电压波动控制策略研究

    陈霞;陈耀;高健;徐悦;刘洪晴;王震;

    针对电梯超级电容(SC)能量回馈系统(ERS),设计了基于双模糊控制器与传统控制系统相结合的控制策略。两个模糊逻辑控制器(FLC)根据电网电压变化与充放电电流纹波,在线调整直流母线给定电压,并将调整的直流母线给定电压作为传统电压电流双闭环控制给定电压,作用于DC-DC变换器。仿真结果表明,这种控制策略能够降低电网能量消耗,提高电梯能量利用率。

    2017年05期 v.36;No.172 72-79页 [查看摘要][在线阅读][下载 461K]
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  • 新型单自由度六连杆机械压力机机构的静力学及动力学分析(英文)

    陈修龙;高文花;姜帅;宋浩;苟岩岩;

    提出了一种新型的单自由度六连杆机械压力机机构,为了实现机构的动态静力学以及动力学分析,采用复数矢量法建立了机构的运动学模型,基于达朗贝尔原理建立了机构的动态静力学方程,利用拉格朗日法建立了机构的动力学方程;分别利用MATLAB理论计算与ADAMS虚拟样机仿真得到压力机机构中滑块的位置曲线、速度曲线、加速度曲线,以及曲柄的平衡力矩和驱动力矩变化曲线。研究不仅为六连杆压力机运动学分析、平衡力矩和驱动力矩的求解和结构设计提供了理论依据,也为其他压力机机构的静力学和动力学分析提供了有效方法。

    2017年05期 v.36;No.172 80-90+116页 [查看摘要][在线阅读][下载 513K]
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  • 抑制电力系统低频振荡的UPFC控制器设计

    高正中;肖佳宜;申梦茜;李梓萌;

    研究了统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)抑制电力系统低频振荡的系统级控制策略,首先利用Park变换得到了UPFC的动态方程,并采用逆系统解耦控制方法将非线性控制系统线性化,实现了输入信号的解耦,然后结合PI控制策略完成了UPFC主控制器的设计。为提高UPFC抑制电力系统低频振荡的效果,以发电机角速度变化量作为反馈信号,设计了UPFC阻尼控制器。最后在MATLAB/SIMULINK平台中,对所设计的控制器进行仿真研究,仿真结果表明,UPFC控制器具有抑制电力系统低频振荡的效果,加入阻尼控制器后,动态响应时间缩短,系统可以更快的恢复稳定状态。

    2017年05期 v.36;No.172 91-96+116页 [查看摘要][在线阅读][下载 306K]
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  • 计及剪切变形的复合材料薄壁梁的阻尼分析模型

    任勇生;朱帅;张玉环;田继爽;

    为精确描述阻尼对复合材料薄壁结构动力学特性的影响,提出一个计及剪切变形的复合材料薄壁梁的结构阻尼分析模型。基于改进的变分渐进法(VAM)描述复合材料薄壁梁的位移和应变,采用Hamilton原理导出Timoshenko梁的自由振动偏微分方程,采用Galerkin法将偏微分方程化为常微分方程,通过求解复特征值问题得到梁的模态阻尼。将阻尼计算结果与现有文献的有限元阻尼计算结果进行比对,验证了本文模型的有效性。通过算例分析得到圆截面薄壁复合材料梁的阻尼数值计算结果。研究表明,不考虑剪切变形将会得到偏高的阻尼预测结果。此外,采用的铺层方式不同,产生最大阻尼的纤维铺层角也将有所不同。

    2017年05期 v.36;No.172 97-106页 [查看摘要][在线阅读][下载 335K]
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  • 风电场送出线路的距离保护算法分析

    苑双;于群;

    研究了风电场风速波动和弱馈性对距离保护算法的影响。通过在PSCAD中建立双馈式风电场并网仿真模型,对风速波动时风电场侧电网输出故障电压和电流进行FFT分析,然后结合傅里叶算法和解微分方程算法的测距原理进行仿真分析;给出矩阵束算法的测距原理,针对风电场的弱馈性,仿真分析故障电压和电流采样序列矩阵的奇异值对矩阵算法提取工频相量的影响。仿真结果表明,风电场侧电网的频偏特性使傅里叶算法的测距结果误差大,而解微分方程算法不受频率偏移的影响,测距结果能正确反映故障距离;在发生相间短路时,由于风电场的弱馈性,矩阵束算法无法提取工频相量,而接地短路受影响小,能准确提取工频相量,实现准确测距。

    2017年05期 v.36;No.172 107-116页 [查看摘要][在线阅读][下载 317K]
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