基于故障关联因子的新型广域后备保护

提出一种基于故障关联因子(fault correlation factor,FCF)的广域后备保护新方法。该方法在系统正常运行情况下,根据网络拓扑结构及相量测量单元(phase measurement unit,PMU)的配置情况,初始化保护关联域;借助开关变位信息和启发式搜索技术快速更新保护关联域(protection correlation region,PCR)。在系统发生故障后,通过分析各关联域内差动电流故障稳态分量,界定故障关联域,实时计算该关联域内的故障关联因子,并据此确定具体的故障支路。新英格兰10机39节点系统的仿真结果表明:该方法不受系统运行方式的影响,计算简便,易于实现,且能够在PMU有限测点情况下快速、灵敏、可靠地判别故障位置。

基于EEMD与空域相关降噪的滚动轴承故障诊断方法

针对滚动轴承早期故障信号非平稳、非线性,强噪声的特点,提出了一种将集成经验模态分解（EEMD）和空域相关降噪相结合的滚动轴承故障诊断方法。该方法首先采用EEMD对滚动轴承故障信号进行分解,得到若干个IMF分量,其次,采用峭度—度量因子准则筛选出有效的IMF分量进行信号重构,然后,采用空域相关降噪方法对重构信号进行降噪处理,最后,提取降噪后信号的故障特征频率对轴承故障进行诊断。采用建立的方法对某轴承内圈、外圈故障实验数据进行了分析与诊断,结果表明,方法能够有效克服信号分解的模态混叠效应,对故障信号噪声抑制效果明显,并能准确有效地提取出轴承的故障特征频率,实现对滚动轴承故障的精确诊断。

基于相关分析的暂态零模电流与功率故障定位方法比较

在分析小电流接地系统单相接地故障暂态零模电流与功率特性的基础上,利用故障点同侧2点暂态信息量相似度高、相关系数接近于1,而故障点两侧2点相似度低、相关系数小这一特点,对电流法和功率法在不同电压初相角与接地电阻时的相关系数进行了对比,分析得出,在阀值的选择上,电流法较功率法灵活且裕度大,抗干扰能力强;而功率法在线路末端高阻接地时,信号获取较为容易。另外,提出相关系数比例因子的概念,用于对2种方法的相关系数值进行综合性能评价,得出了各自方法的最佳工作性能区间。

基于相关矩阵的电网广域后备保护算法

在采用本线路方向信息和距离信息的基础上,融合相邻线路方向信息,提出一种基于线路保护相关矩阵的广域后备保护算法,以实现简单可靠和容错性高的保护。该算法根据线路关联系数推导线路保护相关矩阵,通过计算该矩阵中各行元素之和并与门槛值比较即可实现故障元件判断。以IEEE 5机14节点系统为例,分别通过枚举法和蒙特卡洛随机抽样试验对算法的容错性进行研究,结果表明,所提出的广域后备保护算法具有较高的容错性,简单可靠。

准噶尔盆地中部4区块油气成藏主控因素

油源对比分析认为,准噶尔盆地中部4区块D1井侏罗系头屯河组超压油藏原油主要来源于下伏侏罗系西山窑组烃源岩。油藏与油源的分布特征表明:生烃和成岩等多种因素产生的穿层性超压而导致的层间、层内小断裂在油气垂向运移过程中起着重要作用,超压与断裂共同控制了油气的幕式运聚成藏,此外,该区继承性鼻状构造背景,也为油气聚集提供了有利条件。

基于数据挖掘的配电网故障风险预警

为了提高配电网风险预警的准确性,提出了基于数据挖掘的配电网故障关联因素分析与风险预警的方法。通过数据清洗、数据变换、数据集成和离群样本剔除,归纳配电网四大类共28个故障特征;采用改进的Relief-Wrapper算法进行故障关联因素分析,剔除了6个冗余特征,形成了由22个故障特征组成的最优故障特征子集;提出了兼顾故障发生频率和失电负荷比例的配电网故障风险指标和风险等级划分方法,采用基于径向基函数的支持向量机(SVM)方法和最优故障特征子集进行风险预警。对某市120条馈线配电网进行了风险预警算例分析,结果验证了所提方法的有效性。

可调品质因子小波变换在滚动轴承微弱故障特征提取中的应用

针对滚动轴承早期微弱故障识别困难的问题,提出一种基于可调品质因子小波变换的特征提取方法。利用可调品质因子小波对原始信号进行处理,将其分解为若干子带信号,为了使所得信号分量包含尽可能多的故障相关信息,以峭度为指导标准对子带信号做进一步合并处理,并从所得结果中筛选出峭度极值分量,利用相关系数准则剔除冗余分量后,通过分析保留信号分量的包络谱来判断轴承的故障类型。利用所述方法对仿真信号和试验信号进行分析,均成功提取出微弱特征频率成分,由此表明该方法可实现轴承早期故障的精确诊断,具有一定可靠性和应用价值。

盾构隧道施工期管片开裂诱因的故障树分析方法

通过对文献中调查的隧道管片开裂病害和影响因素进行统计分析,利用动态故障树理论建立动态故障树评价模型,根据统计结果划分基本风险事件的风险等级,得出其发生的概率,进而算出其重要度;通过归一化处理,得出各基本风险事件的关联度,进而确定影响管片开裂的最不利因素。故障树分析结果表明:造成管片开裂影响因素权重排名前三的依次是管片间环缝压缩量不一致、管片拼装选择点位不当、盾尾密封失效。应针对影响管片开裂的风险因素,制定相应的盾构隧道管片的维修和防护措施。

发动机故障诊断主因子模型故障相关性准则的研究

】主因子模型是发动机状态诊断（基于故障方程的故障诊断）理论的一个新进展。故障相关性准则的正确选取是主因子模型的核心问题。本文给出三种建立故障相关性准则的途径，即利用线性回归分析、时序分析和系统辨识理论中的定阶准则建立故障相关性准则，以及利用数理统计中的线性模型线性假设显著性检验理论和区间预测理论建立故障相关性准则。文中对所得到的１１个准则进行了比较。研究结果表明，利用线性模型线性假设显著性检验理论建立的两个准则（变量显著性准则ＶＳＣ和子集显著性准则ＳＳＣ）要比近代回归分析、系统辨识或时序分析中通常采用的选择最优变量子集的定阶准则具有更强的故障辨识能力和鉴别线性模型多重共线性的能力。

串口通信传输故障数据挖掘算法的研究与仿真

为降低串口通信中故障数据对传输效率的影响,提出基于SOM聚类的故障数据挖掘算法。利用故障数据多为高维模式的特点,将高维原始数据根据距离与颜色属性映射在低维空间内。在低维空间中根据变量关系将数据分为高端越限数据点、低端越限数据点以及双边越限数据点,建立SOM聚类特征分布图,在同等范围内对不同类型数据点划分等级并实施特征离散化。凭借二分图故障挖掘模型模拟多个定向数据源,在每个数据源附近内设定关联规则,通过关联规则查找与数据源存在关联因子的数据点,根据对比阈值判定是否为故障数据。仿真结果证明,所提方法故障挖掘准确率高、耗费时间短,算法具有很好的适用性及使用价值。

断层活化的主控因素关联度分析

为研究影响断层活化的主控因素关联度,采用FLAC3D数值软件模拟断层活化,利用正交表确定模拟方案。通过分析各主控因素对断层活化的影响曲线,表明倾角越小、采深越深、破碎带宽度越宽,以及断层落差越大的断层更容易出现断层活化。利用方差分析法与灰色关联度分析法分别对模拟结果进行分析,结果表明各主控因素与断层活化的关联度排序均为断层倾角>煤层采深>破碎带宽度>断层落差,且断层倾角与煤层采深对断层活化的影响程度显著大于破碎带宽度与断层落差对断层活化的影响。

一种系统危害性综合分析方法

针对传统可靠性分析方法忽略故障相关性以及考虑因素单一的缺点,提出了一种优化的故障危害性分析方法。该方法能够对系统不同故障模式的危害性进行全面评估,使得到的故障模式危害度值(综合危害度)更加合理。一方面,通过将危害性矩阵分析方法和风险优先数方法结合,在多因素评价的基础上增加客观性指标;另一方面,把决策实验室(DEMATEL)方法融入质量功能配置(QFD)方法中,对故障模式相关性进行定量分析。最后,以弧焊机器人系统为例,证明了所提方法的有效性。

独立成分相关分析的自适应故障监测方法

工业过程数据具有动态、非高斯等特性.独立成分分析(independent component analysis, ICA)既可以分析数据的非高斯形式,又可以极大地去除多变量间的耦合且满足独立性要求.本文引入粒子群算法优化ICA模型参数,自适应地确定独立成分个数.同时,提出一种基于隐马尔科夫链模型(hidden Markov model, HMM)的自适应检测限设计方法,将时间相关数据块的特征信息变化作为过程故障的检测依据.首先利用由时间窗方法确定的独立成分组成监测矩阵来训练HMM模型,旨在提高独立成分间相关性水平的表示能力;然后将得到的HMM模型对监测矩阵进行相关性评估,并在一定容许裕度的基础上设计评估值的自适应因子及检测限,并据此监测特征信息变化,动态地进行在线故障检测.最后, Tennessee Eastman (TE)仿真平台的实验结果表明了所提方法的有效性.

灰色关联分析在跨断层形变异常干扰因素评价中的应用

采用跨断层场地垂直形变观测数据和气象站气象数据等资料,利用灰色关联分析法构建了适于本类数据的灰色关联模型,对影响因素与形变值之间的关联度进行了研究,同时提出了一个关联度评价模型用于计算关联度阈值,将计算所得的关联度与阈值进行比较来筛选干扰因素。通过对窝子滩场地和大泉口场地计算的结果进行分析,结果表明该模型能在一定程度上定量确定干扰因素对形变的影响程度,可应用于跨断层监测场地的形变分析。

矿井断层构造采动活化因素关联度分析

为研究断层活化因素的关联度,采用FLAC3D软件、DPS软件、SPSS20软件,通过数值模拟、灰色关联度分析以及单因素分析相结合的方式,列举了8种影响因素,分析了其对断层活化的影响程度,结果表明:所有因素关联度排序为采宽>采高>断层倾角>断层带宽度>采深>断层落差>回采步距>回采速度,且前四者对断层活化的影响程度远大于后四者。其中断层倾角、断层带宽度对断层活化的影响程度最大,确定为主控因素。分析了两者对断层活化的具体影响,发现倾角越大断层越易活化,断层带宽度越大断层越易活化。

基于录波数据的输电线路故障诊断方法

针对现有输电线路故障诊断方法存在识别准确性较低的问题,提出一种基于线路两端故障录波数据的故障类型诊断方法。该方法以录波数据为基础,以广义相关函数为工具,挖掘故障前后不同时间段录波数据的相关性,根据广义相关因数的大小和变化规律来判别故障类型。若故障前的数据与故障后的数据相关因数大,则诊断为瞬时性故障;若故障前的数据与故障后的数据相关因数小,则诊断为永久性故障。通过仿真分析,初步说明该方法的准确性和可靠性;以海万一线风舞故障诊断为实例,进一步证实该方法的有效性。

基于β散度约束的非负矩阵分解的机械复合故障诊断方法

时频分析经常被用来刻画非平稳振动信号的局部信息,而经时频变换后的特征信号具有较高的矩阵维数,很难对高维特征矩阵直接进行分类或特征提取。为此,提出了基于时频分析与β散度约束的非负矩阵分解算法(NMF)相结合的机械复合故障诊断方法。对采集的振动信号进行时频分析,获取局部特征信息;利用β-NMF算法实现数据的降维,并根据特征信息重构信号;在β-NMF算法中引入加权脉冲因子(CIF),对重构后的信号进行筛选;将得到的分离信号进行包络频谱分析,实现故障诊断。以滚动轴承复合故障为研究对象进行验证,分析结果表明:所提出的方法可以有效提取出外圈与滚动体冲击性特征,实现了滚动轴承的复合故障诊断。

无量纲参数滚动轴承长相关故障趋势预测

以滚动轴承为研究对象,将无量纲参数-跳跃性因子作为振动信号中的趋势预测特征值,采用短相关随机模型(ARIMA)和长相关分数阶差分的FARIMA模型分别对跳跃性因子进行预测,提出适合长短相关性序列的MIXARMA自适应预测模型,根据Hurst指数自动选择适合的预测模型。经R/S方法检验,跳跃性因子更适合长相关序列预测,对于旋转机械设备状态评估和决策分析有重要意义。

IPSO-RVM的轴承故障识别方法

针对轴承故障诊断过程中传统粒子群优化支持向量机所存在的分类效果较差以及传统粒子群寻优不准确的问题,提出改进粒子群算法优化相关向量机的方法。利用自适应的惯性权重和加速因子,使粒子前期的搜索速度更快,后期的收敛速度更快;构建改进粒子群优化相关向量机(IPSO-RVM)模型和改进粒子群优化支持向量机(IPSO-SVM)模型,与粒子群优化支持向量机(PSO-SVM)模型进行相互对比实验。经仿真实验验证,IPSO-RVM的分类准确率比IPSO-SVM高5.8%,比PSO-SVM高8.7%;IPSO-RVM的运行时间为比IPSO-SVM与PSO-SVM分别慢0.58 s与4.28 s。综上,与PSO-SVM和IPSO-SVM相比,新方法能够在保证时间运行合理的情况下提高分类准确率。

基于灰色关联分析的断层突水阶段化感知方法

为提升煤矿断层水害感知水平,提出一种以断层活化演变机制和关键控制因素识别的断层突水阶段化感知方法,通过断层突水演化过程相似模拟试验研究工作面底板与断层破坏的演化特征,以底板破坏带应力、断层裂隙带应力、导水通道内水压等为阶段监测参数,揭示各监测参数与涌水量变化的阶段特征;结合灰色关联性分析法,判定断层突水阶段转化的关键控制因素,进而根据断层突水分析与研究过程,提出断层突水阶段化感知方法。结果表明:底板破坏带、断层裂隙带的应力,导水通道内的水压等监测参数的数值变化特征在断层活化突水过程中呈现出明显的阶段特征,控制因素与涌水量的灰色关联度排序为:底板破坏带应力>断层裂隙带应力>导水通道水压,通过对关键控制因素的识别,可实现断层突水阶段的感知,揭示基于灰色关联分析的感知方法在原理上具备可行性。