基于改进FPPN的飞控系统故障传播路径分析方法

针对飞控系统多冗余、多闭环的结构特性,结合有向图模型和模糊Petri网(FPN)模型,构建飞控系统故障传播模糊概率Petri网(FPPN)模型,以解决飞控系统特定结构下的故障传播路径问题。改进的FPPN模型包含飞控系统有向图模型、故障传播特性量化计算模型和故障传播FPPN模型3个部分。采用面向对象技术分析飞控系统的功能行为和物理结构,综合复杂网络理论,构建系统故障传播有向图模型;引入Floyd算法,开展系统耦合关联分析,基于节点的度和边介数定义系统故障传播特性;在有向图模型的基础上,提出相应的结构映射规则,构建飞控系统故障传播FPPN模型,融合改进后的参数量化方法,设定2种推理算法对系统多冗余、闭环结构特性下的故障传播路径进行有效分析。通过数值分析与实例验证,获取飞控系统典型故障传播路径及路径上相关节点的状态值,验证所提方法的有效性。

基于线性结构因果模型的服务故障传播路径识别

在云计算环境中,当一个服务发生故障时,故障会随着服务之间的交互行为不断传播,导致产生大规模服务失效的风险。复杂且动态变化的服务调用关系加大了识别服务故障传播路径的难度。针对该问题,提出一种基于因果图的服务故障传播路径识别方法。监测并收集服务的运行数据,通过服务运行数据对服务故障事件完成度量;根据因果图模型推断服务故障事件之间的因果关系并构建服务故障传播图;利用服务故障传播图确定故障传播路径。实验结果表明,该方法能够有效识别服务故障传播路径。

数控车床故障传播溯源与诊断系统设计研究

随着数控车床在机械加工制造行业的普遍应用,数控车床的故障溯源与诊断工作尤为关键。不仅可以快速实现故障定位,还能追溯故障源头,从根本上解决故障问题。文章分析故障溯源、相变识别、故障追踪等故障判断方式,设计数控车床故障诊断系统,包含用户模块、历史故障信息输入与查询模块、故障诊断模块、信号预处理模块等组成部分,对故障诊断系统开展对比实验,突出系统优势。

数控车床故障传播机理分析

为探讨数控车床故障传播机理,即识别系统关键节点与关键故障传播路径,基于数控车床故障数据,应用有向图理论、集成决策实验室分析(DEMATEL)和解释结构模型(ISM)方法构建数控车床分层故障传播有向图模型;基于故障传播概率、边介数两指标定义故障传播强度表征故障传播行为;提出结合系统分层故障传播有向图模型和故障传播强度的数控车床故障传播机理分析方法.分析结果表明:系统分层故障传播有向图模型实现了系统层级分解,简化了故障传播分析过程,为关键路径识别奠定了基础;将故障传播强度作为关键路径识别的依据,避免了传统分析方法基于单一指标描述数控车床故障传播行为而产生的偏差,实现了准确定位故障源,准确识别系统关键路径.所提方法有助于系统故障诊断与维护.

直流侧电容中点接地的混合微电网故障传播机理

交直流混合微电网因其高效的新能源消纳性能,成为未来电网的重要发展形式。然而交直流混合微电网的互联结构使其故障响应更为复杂,严重影响微电网安全运行能力。该文基于双向功率变换器连接交流子网和直流子网的交直流混合微电网结构,针对故障引起的交互影响问题展开研究。首先选取交流子网和直流子网的典型故障情况,分析故障分量在子网间传播引起的谐波频次变化和故障回路的暂态过程;然后,分别推导交直流子网电气量在考虑系统互联结构下的表达式,得出非故障子网对故障的响应结果,揭示混合微电网故障传播机理;最后基于Matlab/Simulink平台搭建交直流混合微电网模型,并针对不同故障类型进行仿真分析,以验证推导的正确性。

基于因果关系的故障传播路径辨识方法研究

针对故障传播路径辨识问题,提出了一种基于因果关系的故障传播路径辨识方法,从因果关系的角度揭示了故障发生及传播的内涵。利用系统中故障发生的因果性,确定故障发生时受影响的变量,构建故障相关变量集合;通过因果关系指示指标确定故障相关变量中各个变量的因果性,构建因果矩阵;提出保可达性的赋权有向图最小生成树算法,根据因果矩阵对相关变量之间的因果性进行图示化表达,确定故障相关变量之间的传播影响过程,实现故障传播路径的辨识。所提方法在双带通滤波器电路上进行了实验验证,实验结果表明了所提方法能够正确筛选故障相关变量集合,分析变量之间的因果关系,辨识出故障传播路径,同时所提方法在时间成本上相较于常用的传递熵方法具有一定的优势。

基于IRML的油气加工系统多层次故障传播模型研究

大多数油气加工生产事故是由于系统中相互关联的设备或子系统发生连锁失效而导致,设备或子系统的相互作用关系使故障传播行为呈现复杂性且强非线性的特征,故此,采用基于系统弹性分析建模语言(IRML)的多层次故障传播模型对石油加工复杂系统故障行为特征进行定性、定量分析。该模型分为静态分析模块和动态分析模块,前者静态分析故障传播结构特征,后者通过故障情景模拟动态分析故障演化机理。通过案例分析,建立了常减压蒸馏系统的多层次故障传播模型,分析该系统故障传播行为的静态特征和动态特征。结果表明,多层次故障传播模型适用于油气加工系统复杂且强非线性的故障行为建模,建模参数可表示复杂系统的结构特征和故障传播行为模式,可进一步用于油气加工系统中故障传播趋势预测、故障溯源和柔性诊断等方面的研究。

基于小世界网络的复杂系统故障传播模型

为了从复杂机电系统自身固有的网络拓扑结构出发来研究故障的传播机制,采用小世界网络理论分析方法,对系统网络拓扑结构统计特性进行分析,建立了基于小世界聚类特性的故障传播模型.结合故障的扩散强度,按照分步扩散的原则对故障传播的过程进行了描述,同时用蚁群算法求得扩散能力最强的故障传播路径及相应的关键节点.用该模型对喷射发动机的故障传播过程进行分析,结果表明,该方法可以有效地找到系统中存在的脆弱点,从而为设计改进和故障预防提供了重要依据.

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。

基于故障传播与因果关系的故障溯源方法及其在牵引传动控制系统中的应用

针对故障溯源问题,提出一种基于故障传播与因果关系的故障溯源方法.该方法首先建立体现时空特性的系统故障传播模型;其次利用Granger因果关系技术判定不同观测点信号间的因果关系,确定适合提取信号故障特征用于故障诊断的观测点;然后提取系统运行时这些观测点故障特征和故障传播时间;最后同故障传播模型中对应观测点的时空特性相匹配,从而确定故障类型与位置,实现故障溯源.所提方法在高速列车牵引传动控制系统半实物仿真平台上进行了实验验证,结果表明该方法可行有效.

小世界电力网络故障传播过程与抑制策略

为抑制小世界电力网络中的连锁故障的规模,根据电力网络的连锁故障传播模型,分析了故障在小世界电网中的传播特性,指出连锁故障是传播范围扩散与传播强度累积共同作用的结果,故障在高聚类区域的反复感染是引发雪崩现象的关键。提出了一种新的连锁故障抑制策略,综合考虑故障时刻电力网络的整体状态与初始故障的具体特征,通过切除少量低负荷的节点,减少高聚类区域的负荷波动,抑制故障传播强度的持续累积,降低连锁故障的规模。仿真实验结果证明,该方法可以降低系统的阀值条件,防止连锁故障的扩散。

考虑故障传播的变压器机会维修模型

在电力系统运行过程中,变压器运行工况复杂,多种故障模式共存,某一故障发生后,若处理不当,可能引起故障传播与扩散,对系统运行效益带来不利影响。为揭示这一现象对系统状态检修决策的影响,建立考虑故障传播的变压器机会维修模型。该模型从变压器内部故障传播机理出发,给出变压器状态转移过程。在此基础上,为防止变压器局部故障扩散成重大安全事故,在对某一故障检修时对其他故障进行机会维修,给出随检修策略变动的系统检修风险和系统故障风险的量化表达,并以二者之和最小为目标,计及系统状态检修约束条件,完成变压器机会维修的建模。算例分析表明,该研究是可行、有效的。

改进FMEA与故障传播模型混合故障诊断方法

针对机电产品多种故障原因和故障模式并存问题,在常规故障模式及其影响分析(FMEA)基础上,提出了一种改进FMEA与故障传播模型混合故障诊断方法。分析系统常见故障模式及其故障原因,确定每种故障原因对当前故障模式的贡献率;根据故障传播模型进行故障模式推理,计算每种故障模式的发生概率;采用[0,1]区间的概率值来度量故障的严重度和检测度,得到风险扩展数(REN);通过比较每种故障模式的发生概率和REN值,确定系统关键部件及其主要故障模式,为系统维修策略的制定提供理论依据。计算分析结果表明,该方法能有效识别系统的主要故障模式和关键零部件,并与工程实际相吻合。

基于故障传播的模块化BP神经网络电路故障诊断

大规模的数模混合电路所含故障模式众多,电路故障状态复杂,且易发生传播,因而电路故障诊断难度较大。针对大规模电路发生故障时存在故障传播的问题,提出一种基于故障传播的模块化BP神经网络(MBPFP)故障诊断方法。首先,在电路模块划分的基础上分析子电路间的故障传播,并将故障源和故障传播源"模块化";然后,通过子电路的异常检测模型进行一级定位,缩小故障原因集合,确定故障模块;最后,利用目标模块的BP神经网络模型进行二级定位,实现故障诊断并识别故障模式。与传统BP神经网络等方法进行比较的实验结果表明,MBPFP故障诊断方法具有较高的故障覆盖率,在定位准确率方面提高了至少8个百分点,其性能优于传统BP神经网络等方法。

网络化软件系统故障传播分析与可靠性评估

为有效评估网络化软件的可靠性,从实践出发提出一种可靠性评估模型。根据网络化软件系统的特点,定义符合工程实践的失效模式,在此基础上详细分析构件执行过程、构件之间的交互过程及相应的故障传播。将构件之间的基于网络的交互过程视为系统内的特殊构件,定义各类构件的可靠性参数,基于马尔可夫链建立同时考虑网络交互过程和故障传播的软件可靠性模型。结合实例,通过仿真实验评估了该模型的准确性,与现有模型进行了对比。

混合微电网交流侧故障传播机理及抑制方法

针对混合微电网网间的故障传播问题,首先分析了交流侧三相短路故障在网间互联变流器上的传播机理,通过求解此故障状态下混合微电网直流侧母线电压故障响应的二阶非齐次线性微分方程,得到对应的直流侧母线电压的故障响应表达式;其次分析交流侧不对称短路故障对直流侧功率、电压和分布式电源输出的影响,并在此基础上提出一种负序零序电压的补偿控制策略来抑制此类型故障的传播;最后在仿真软件上搭建了使用"网-网"型互联变流器控制策略的混合微电网模型,验证了前述故障分析的正确性和改进控制策略的有效性。

一种故障传播感知的程序故障定位方法

针对现有的基于覆盖的程序故障定位方法不能有效解决故障传播给定位效果带来的影响,该文提出了一种基于传播感知的程序故障定位方法。该方法首先使用收集到的程序覆盖路径信息对可疑节点空间进行压缩来有效降低计算量,然后利用节点在正常执行路径和故障执行路径中出现的频率不同确定可疑空间中的每个节点的初始可疑度,接下来通过引入边传播趋势的概念确定初始可疑度最大的节点是否具有故障传播现象,最后对感知的故障传播相关节点进行可疑度修正来确定节点的最终可疑度。相关示例分析和定位实验结果表明,该故障定位方法能有效降低故障传播给定位准确性带来的影响,定位效果良好,且随着程序规模的扩大在时间开销上较其他方法有很大优势,因而具有较高的实用价值。

一种数据驱动的故障传播分析方法

大型自动化系统包含多个紧密耦合的子系统,为了增强系统的监控性能,分析故障沿子系统的传播机制是十分必要的;而现有故障传播分析方法所固有的知识爆炸问题,则是影响其在实际中有效应用的关键瓶颈。为此,本文提出一种知识导引的数据驱动故障传播分析方法。首先,证明了输入/输出指定元间的相关性包含故障传播方向信息,并通过输入/输出指定元间的相关性分析,确定故障传播关系矩阵;然后,建立输入/输出指定元回归模型,以对输出子系统的故障影响强度进行预测,从而可以分析输入子系统中发生的故障在传播过程中的危害程度;最后,应用计算机仿真来验证新方法的有效性。

基于SDG的复杂系统故障传播规律分析

本文首先分析了故障传播在SDG图中表现的基本规律和分析方法,说明了简单因果通路(SCP)假设在某些情况下是不成立的,之后讨论了复杂瞬态现象的发生原因,重点分析了反向响应和补偿响应的表现形式和条件.最后提出了基于强连通单元(SCC)分解的故障传播分析方法,为SDG方法在故障诊断等方面的应用做了理论准备.

基于改进多色集合的动车组转向架系统故障传播模型研究

综合考虑系统拓扑与部件故障模式的影响,建立可描述转向架系统内部耦合关系的系统全局拓扑网络模型,结合拓扑和功能双重属性,提出了基于Choquet积分的节点综合重要度计算方法和基于节点故障扩散强度的单节点故障传播深度模型,构建基于改进多色集合理论的系统故障传播模型并进行了应用研究。结果表明,该方法可以有效地找出转向架系统中任意部件失效所有可能的传播路径,并对各路径发生的可能性进行排序,从而为系统设计改进、故障预防与维修提供了理论依据。