基于主元分析的制冷系统渐变故障检测

针对制冷系统渐变故障的特性和监测参数维数过大、变量间相关严重、易受干扰而信噪比低造成系统故障检测困难的难题,建立了基于主元分析的制冷系统渐变故障检测模型。应用实验数据对模型进行了验证和评估。结果表明,基于主元分析的制冷系统渐变故障检测模型具有良好的检测性能,对早期故障具有非常好的敏感性和及时捕捉的能力,并能够清晰地呈现出渐变故障发展的过程和趋势。

一类非线性系统的渐变故障诊断

研究非线性观测器故障诊断优化问题,针对一类状态不能测量的非线性不确定动态系统,提出了一种用RBF神经网络逼近渐变故障的诊断方法。设计非线性观测器来估计系统的状态,利用Lyapunov稳定性定理给出了RBF神经网络的权值、中心、宽度的更新调节律,通过在线调整RBF神经网络的权值、中心、宽度监测和估计系统中发生的非线性故障,实现了状态不能测量的非线性系统渐变故障诊断。最后,仿真例子证明了方法的有效性。

滚动轴承内圈局部故障渐变动力学建模与分析

当滚动轴承内圈出现局部故障时会产生复杂的振动响应,从滚动轴承内圈实际故障形貌的渐变性和非规则性的客观实际出发,引入位移激励函数定性分析滚动体通过故障区域时球心位置的渐变规律,采用随机数列表征故障底部形貌非规则性的特点,综合考虑轴承的径向载荷和滚动体通过故障区域时的打滑率等因素,建立了一种内圈局部故障渐变的轴承动力学模型。通过对比分析不同转频条件下实验和仿真数据的故障特征频率值,验证了局部故障渐变动力学模型的准确性。

基于改进LSTM的高速列车牵引系统微小渐变故障诊断

高速列车牵引系统的微小渐变故障诊断是保障高速列车安全可靠运行的一项重要任务,传统的数据驱动方法通常难以在故障初期实现微小渐变故障的诊断.本文考虑到传感器时序信号的非平稳特性和微小渐变故障具有的慢时变特性,提出了一种基于改进长短期记忆网络(long short-term memory,LSTM)的微小渐变故障无监督诊断方法.首先,我们提出了一种基于LSTM的改进网络结构,并结合门控循环单元(gated recurrent unit,GRU)解码器,构造了一种对非平稳特性具有鲁棒性的自编码器模型以提取故障特征.进而,采用t-SNE(t-distributed stochastic neighbour embedding)对提取的故障特征向量进行降维,使用DBSCAN(density-based spatial clustering of applications with noise)进行故障聚类与识别,实现了对微小渐变故障的无监督诊断.最后,我们基于CRH2牵引系统的半物理仿真平台数据对上述方案进行了验证.实验结果表明,该无监督诊断方法对同时包含已知和未知故障的情况能够达到95%以上的诊断准确率.

电流互感器二次回路渐变性故障诊断方法研究

针对电流互感器,从元件物理温度特性出发,构建漂移偏差故障和变比偏差故障电流数学模型,利用光纤差动保护通道作为双端交换电流信息的通道,根据双端互感器类型不同,分别建立电流互感器渐变性故障诊断判据,通过将双端保护装置输出电流值进行纵向及横向比较分析,能够快速查找出故障电流互感器。最后针对电流互感器的两种渐变性故障,通过matlab仿真验证了该方法的有效性。

线路电子式互感器渐变性故障诊断方法

目前对于电子式互感器渐变性故障在线诊断的研究较少。针对线路电子式互感器,从元件物理温度特性出发,构建线路电子式互感器电流电压漂移偏差故障和变比偏差故障数学模型。利用线路光纤差动保护装置采集的双端6个电流量及本端4个电压量,建立了线路电子式互感器渐变性故障诊断判据,通过将保护装置输出的电流电压值进行纵向及横向比较分析,能够快速准确地查找出故障互感器。该方法无附加硬件设备,在电子式互感器不停电、不脱网的条件下,可在现有保护装置上实现电子式互感器故障的在线诊断,通过Matlab仿真验证了该方法的正确性和有效性。

基于张量分解的间歇过程故障诊断方法

针对间歇过程的三维数据特点和常出现的渐变故障,提出一种基于张量分解的故障诊断方法:累加和的张量主元分析(summed tensor principal component analysis,STPCA)。该方法先结合累积和控制图(CUSUM)对三维样本数据进行累加处理,累积叠加历史信息,然后利用张量分解思想直接对三维数据进行TPCA分解得到投影矩阵U和V,避免传统方法在展开成二维数据过程中破坏原有数据结构问题,最后构造监测统计量,求取置信限建立故障诊断模型。在盘尼西林发酵仿真实验中,将多向主元分析(MPCA)和基于张量分解的TPCA、STPCA方法比较,得出结论:针对过程的跳变故障,TPCA方法检测故障准确有效,对于渐变故障,基于STPCA的过程监控方法故障检测性能更突出。

航天器在轨故障特征数据生成方法

针对故障特征数据模拟生成算法与航天器的原理、模型关联度高,航天器状态描述模型不成熟、难以应用于工程实践的现状,根据反映航天器在轨故障的遥测数据表现形式和变化时间长短,将航天器故障进行分类。从遥测数据变化的角度,针对每类故障遥测数据的变化特点,研究了符合每类故障数据变化规律的故障特征数据生成算法及基于WEB服务的故障特征数据生成原型系统实现方式。生成的故障特征数据在故障检测、诊断与预警等方面得到成功应用,使航天器对象、状态演化规则和测控信息产生等故障输入数据更接近真实的动态特征。

机床电气设备的维修与故障相关研究

数字化进程的加快促进了数控机床电气行业的发展,这一方面促进电气行业的现代化发展,提高电气设备的运行效率,增加设备运转的安全性,降低运行成本的投入,实现科学有效的管理模式等方面提供了重要的技术支持;在另一方面,对于数控机床电气设备维修与故障排除技术提出了更加严格的要求。在此基础之上,文章从数控机床电气设备故障的分类、设备故障产生的原因及其分析结果等几方面出发,对机床设备电气系统的技术维修和故障排查进行简单的分析与探究。

电子式电流互感器二次回路故障在线诊断研究

为了提高电子式电流互感器二次回路故障在线系统的性能,构建了一个针对电流互感器二次回路渐变式故障的诊断系统。在对变电站中系统设备的电气特性进行分析的基础上,利用输电线路和变压器间的关系构建了一个含有输电线路和变压器的电路模型,比较电路模型中电流值和互感器的输出值得到残差信息,并对残差信息进行分析,利用故障特征和基尔霍夫电流定律对发生渐变性故障的ECT进行定位。

数字调幅中波发射机自测电路的改进

驻波比检测电路是保护中波、调频或电视等各种发射机不被外界突发或渐变故障损坏的一个重要屏障,因此这一电路自身工作状态的稳定与否对整个发射机的安全运行至关重要。为了保证驻波比检测电路能够正常发挥安全保障功能,中波数字调幅发射机在每次开机运行时都要对该电路进行一次自身检测,以确定它是否正常。我台的3部数字发射机经过6年的使用和对其原理的分析,我们发现,如果对驻波比自测电路做进一步的改进。

装备性能可靠性研究

一、问题的提出由元器件和结构件组成的设备、仪器,由设备组成的系统,其质量水平主要由性能指标和可靠性指标表征.从工程的角度去看,随着可靠性理论与实践的发展,促使人们重视装备的技术性能和性能可靠度问题.大家知道,产品发生失效的原因主要有二类:一类是由元器件损坏导致的突发性故障引发,另一类是由元器件性能退化引起的渐变性故障引发.人们往往比较重视前者而忽略了后者对产品质量可靠性的影响.其实,可靠性水平取决于产品在工作期间发生故障的频率,而产品是否发生故障是用性能失效判据来裁定的.如果我们用同一个失效判据去检验产品的性能指标,无论是突发性故障还是渐变性故障,都可以一视同仁,可以用统一的性能可靠度来表征产品的可靠性水平.这将有利于可靠性研究和工程设计制造及管理人员的认识,有利于促进产品的可靠性工作.