The test selection and optimization （TSO） can improve the abilities of fault diagnosis, prognosis and health-state evalua- tion for prognostics and health management （PHM） systems. Traditionally, TSO mainly focuse...The test selection and optimization （TSO） can improve the abilities of fault diagnosis, prognosis and health-state evalua- tion for prognostics and health management （PHM） systems. Traditionally, TSO mainly focuses on fault detection and isolation, but they cannot provide an effective guide for the design for testability （DFT） to improve the PHM performance level. To solve the problem, a model of TSO for PHM systems is proposed. Firstly, through integrating the characteristics of fault severity and propa- gation time, and analyzing the test timing and sensitivity, a testability model based on failure evolution mechanism model （FEMM） for PHM systems is built up. This model describes the fault evolution- test dependency using the fault-symptom parameter matrix and symptom parameter-test matrix. Secondly, a novel method of in- herent testability analysis for PHM systems is developed based on the above information. Having completed the analysis, a TSO model, whose objective is to maximize fault trackability and mini- mize the test cost, is proposed through inherent testability analysis results, and an adaptive simulated annealing genetic algorithm （ASAGA） is introduced to solve the TSO problem. Finally, a case of a centrifugal pump system is used to verify the feasibility and effectiveness of the proposed models and methods. The results show that the proposed technology is important for PHM systems to select and optimize the test set in order to improve their performance level.展开更多
针对同步发电机故障预测与健康管理(Prognostics and Health Management,PHM)系统故障特征提取困难,信号容易受到噪声干扰,诊断结果可靠性低的缺点,本文以故障率较高的轴承故障为例,提出以小波包熵值作为故障特征,提取轴承典型故障的振...针对同步发电机故障预测与健康管理(Prognostics and Health Management,PHM)系统故障特征提取困难,信号容易受到噪声干扰,诊断结果可靠性低的缺点,本文以故障率较高的轴承故障为例,提出以小波包熵值作为故障特征,提取轴承典型故障的振动信号。通过小波包分析,计算出不同故障、不同故障程度的小波包Shannon熵值。与正常轴承对比进行故障程度预测及故障定位。仿真结果表明小波包Shannon熵值能够清楚地反映出轴承故障程度及故障位置,该方法简单可靠,进行故障预测及诊断效果显著,克服了传统故障特征提取方法的不足。展开更多
减少维修保障费用是实行PHM(Prognostic and Health Management)的重要目标之一,如何采用有效的模型对不同的PHM系统的效果进行评估是人们讨论的重点。实行PHM会导致相应的费用和取得一定的效益。产生的费用是多方面的,如PHM系统运行和...减少维修保障费用是实行PHM(Prognostic and Health Management)的重要目标之一,如何采用有效的模型对不同的PHM系统的效果进行评估是人们讨论的重点。实行PHM会导致相应的费用和取得一定的效益。产生的费用是多方面的,如PHM系统运行和维护的费用、系统升级的费用等;实行PHM是为了得到效益,产生的效益包括两部分:经济上的和非经济上的,另外,效益应该用同一种尺度来量化。从减少维修保障费用的角度提出了基于收益的评价思想,分析了影响故障诊断系统实施效用的主要因素,设计了基于收益的费效模型。通过此模型,对PHM所导致的费用和产生的收益进行综合计算,根据不同的应用需求选择合适的算法,达到减少维修费用的目的。展开更多
动车组故障预测与健康管理(PHM,Prognostics and Health Management)模型研究工作围绕动车组运维数据开展。数据是动车组PHM模型的驱动力,数据计算是动车组PHM模型的核心。文章从动车组PHM模型应用现状出发,对动车组PHM模型数据架构进...动车组故障预测与健康管理(PHM,Prognostics and Health Management)模型研究工作围绕动车组运维数据开展。数据是动车组PHM模型的驱动力,数据计算是动车组PHM模型的核心。文章从动车组PHM模型应用现状出发,对动车组PHM模型数据架构进行了优化设计,研究了动车组车载信息无线传输系统(WTDS,Wireless Transmission Device System)数据清洗及存储等关键技术,提升了PHM模型源数据处理效率。展开更多
电力变压器故障预测和健康管理(prognostics and health management,PHM)对于实现其从传统定期维修转向视情维修和预测维修进而保障设备的健康运行具有重要意义。长期以来变压器PHM技术一直停留在理论研究阶段,缺乏有效的技术体系和平...电力变压器故障预测和健康管理(prognostics and health management,PHM)对于实现其从传统定期维修转向视情维修和预测维修进而保障设备的健康运行具有重要意义。长期以来变压器PHM技术一直停留在理论研究阶段,缺乏有效的技术体系和平台对各阶段研究成果进行集成和性能提升。数字孪生(digital twin,DT)技术加强了对变压器多物理部件运行参数的监测和集成,通过在虚拟空间多物理多尺度建模实现对变压器综合故障分析,是变压器PHM演变的重要方向。鉴于此,对面向电力变压器PHM的DT技术进行了研究,阐述了变压器PHM内涵,归纳了面向变压器PHM的DT技术框架、关键技术、面临的挑战及未来发展趋势等,分析了DT与支撑其的数据、模型、计算等之间的关系,旨在为变压器运维领域数字孪生技术研究人员提供参考。展开更多
基金supported by the National Natural Science Foundation of China(51175502)
文摘The test selection and optimization （TSO） can improve the abilities of fault diagnosis, prognosis and health-state evalua- tion for prognostics and health management （PHM） systems. Traditionally, TSO mainly focuses on fault detection and isolation, but they cannot provide an effective guide for the design for testability （DFT） to improve the PHM performance level. To solve the problem, a model of TSO for PHM systems is proposed. Firstly, through integrating the characteristics of fault severity and propa- gation time, and analyzing the test timing and sensitivity, a testability model based on failure evolution mechanism model （FEMM） for PHM systems is built up. This model describes the fault evolution- test dependency using the fault-symptom parameter matrix and symptom parameter-test matrix. Secondly, a novel method of in- herent testability analysis for PHM systems is developed based on the above information. Having completed the analysis, a TSO model, whose objective is to maximize fault trackability and mini- mize the test cost, is proposed through inherent testability analysis results, and an adaptive simulated annealing genetic algorithm （ASAGA） is introduced to solve the TSO problem. Finally, a case of a centrifugal pump system is used to verify the feasibility and effectiveness of the proposed models and methods. The results show that the proposed technology is important for PHM systems to select and optimize the test set in order to improve their performance level.
文摘针对同步发电机故障预测与健康管理(Prognostics and Health Management,PHM)系统故障特征提取困难,信号容易受到噪声干扰,诊断结果可靠性低的缺点,本文以故障率较高的轴承故障为例,提出以小波包熵值作为故障特征,提取轴承典型故障的振动信号。通过小波包分析,计算出不同故障、不同故障程度的小波包Shannon熵值。与正常轴承对比进行故障程度预测及故障定位。仿真结果表明小波包Shannon熵值能够清楚地反映出轴承故障程度及故障位置,该方法简单可靠,进行故障预测及诊断效果显著,克服了传统故障特征提取方法的不足。
文摘减少维修保障费用是实行PHM(Prognostic and Health Management)的重要目标之一,如何采用有效的模型对不同的PHM系统的效果进行评估是人们讨论的重点。实行PHM会导致相应的费用和取得一定的效益。产生的费用是多方面的,如PHM系统运行和维护的费用、系统升级的费用等;实行PHM是为了得到效益,产生的效益包括两部分:经济上的和非经济上的,另外,效益应该用同一种尺度来量化。从减少维修保障费用的角度提出了基于收益的评价思想,分析了影响故障诊断系统实施效用的主要因素,设计了基于收益的费效模型。通过此模型,对PHM所导致的费用和产生的收益进行综合计算,根据不同的应用需求选择合适的算法,达到减少维修费用的目的。
文摘动车组故障预测与健康管理(PHM,Prognostics and Health Management)模型研究工作围绕动车组运维数据开展。数据是动车组PHM模型的驱动力,数据计算是动车组PHM模型的核心。文章从动车组PHM模型应用现状出发,对动车组PHM模型数据架构进行了优化设计,研究了动车组车载信息无线传输系统(WTDS,Wireless Transmission Device System)数据清洗及存储等关键技术,提升了PHM模型源数据处理效率。
文摘电力变压器故障预测和健康管理(prognostics and health management,PHM)对于实现其从传统定期维修转向视情维修和预测维修进而保障设备的健康运行具有重要意义。长期以来变压器PHM技术一直停留在理论研究阶段,缺乏有效的技术体系和平台对各阶段研究成果进行集成和性能提升。数字孪生(digital twin,DT)技术加强了对变压器多物理部件运行参数的监测和集成,通过在虚拟空间多物理多尺度建模实现对变压器综合故障分析,是变压器PHM演变的重要方向。鉴于此,对面向电力变压器PHM的DT技术进行了研究,阐述了变压器PHM内涵,归纳了面向变压器PHM的DT技术框架、关键技术、面临的挑战及未来发展趋势等,分析了DT与支撑其的数据、模型、计算等之间的关系,旨在为变压器运维领域数字孪生技术研究人员提供参考。
