FD法和故障树法在高压直流输电系统可靠性评估中的比较分析

详细比较了高压直流输电系统可靠性评估中常用的频率和持续时间(FD)法和故障树法,分别给出了各自的优缺点。在子系统划分的基础上分别建立各子系统的状态空间图和故障树图,并加以层层组合,得到整个直流输电系统的状态空间模型和故障树模型。分别采用FD法和故障树法对一单12脉接线高压直流输电系统进行了算例对比分析,计算的可靠性指标包括双极运行、单极停运、双极停运对应的概率、频率、平均持续时间等。

基于加权潮流熵和耦合支路介数的大停电故障集构建方法研究

随着电网互联程度的加深,电网因连锁故障引发大停电的概率增大,构建连锁故障集是预防大停电的有效措施之一。首先,研究对电网稳定运行影响巨大的故障支路集,定量评估电网运行状态的加权潮流熵计算方法。然后,结合全过程动态仿真软件,提出基于加权潮流熵和耦合支路介数的大停电故障集构建方法。最后,以某地区电网为例验证所提方法的正确性和有效性。该方法既考虑电网结构变化又考虑电网状态变化,能够准确反映电网故障动态过程。

基于FrFT-FD和KPCA模拟电路故障特征提取方法

为获得有效的故障特征信息,提出一种基于分数阶傅里叶变换分形维的模拟电路故障特征提取方法。首先,把原始数据空间中的特征数据映射到不同的分数阶空间,分别计算不同分数阶次下故障响应信号的分形维数;然后,采用核主元分析进一步对候选特征实施降维;最后,将优化后的特征向量作为故障特征,利用神经网络进行分类诊断。仿真结果表明,本方法能很好地获取不同故障响应信号的细微差异,增强不同故障模式的可分性,提高故障诊断准确率。

T矿FD断层防水煤柱留设的合理性研究

T矿A工作面南部边界为FD断层。2003年留设50米防水煤柱已经实现A上工作面2煤安全带压开采。A工#作面开采时,8#煤底板与奥陶系间距更小,工作面沿FD层一侧将承受更大垂向和侧向奥陶系水压,FD断层防水煤柱留设是A安全开采的重大问题。文章分三种情况讨论、计算FD防水煤柱尺寸,探讨留设防水煤柱的合理性。结果表明:已留设的50m防水煤柱较合理。

Fault detection for networked systems subject to access constraints and packet dropouts

This paper addresses the problem of fault detection（FD） for networked systems with access constraints and packet dropouts.Two independent Markov chains are used to describe the sequences of channels which are available for communication at an instant and the packet dropout process,respectively.Performance indexes H∞ and H_ are introduced to describe the robustness of residual against external disturbances and sensitivity of residual to faults,respectively.By using a mode-dependent fault detection filter（FDF） as residual generator,the addressed FD problem is converted into an auxiliary filter design problem with the above index constraints.A sufficient condition for the existence of the FDF is derived in terms of certain linear matrix inequalities（LMIs）.When these LMIs are feasible,the explicit expression of the desired FDF can also be characterized.A numerical example is exploited to show the usefulness of the proposed results.

H_∞-based fault detection for nonlinear networked systems with random packet dropout and probabilistic interval delay

The fault detection problem for the nonlinear networked control system （NCS） with packet dropout and delay is investigated. A nonlinear stochastic system model is proposed to account for the NCS with random packet dropout and network- induced non-uniformly distributed time-varying delay in both from sensor to controller （S/C） and from controller to actuator （C/A）. Based on the obtained NCS model, employing an observer-based fault detection filter as the residual generator, the addressed fault detection problem is converted into an auxiliary nonlinear H∞ control problem. Then, with the help of Lyapunov functional approach, a sufficient condition for the desired fault detection filter is constructed in terms of certain linear matrix inequalities, which depend on not only the delay interval but also the delay interval occurrence rate and successful packet communication rate. Especially, a trade-off phenomenon between the maximum allowable delay bound and successful data packet transmission rate is found, which is typically resulted from the limited bandwidth of communication networks. The effectiveness of the proposed method is demonstrated by a simulation example.

基于声信号的带式输送机托辊故障特征分析

针对带式输送机托辊数量众多且分布较散,而现有故障诊断方法准确率低、易受环境影响、监测成本高等问题,提出一种基于声信号的诊断方法。首先,通过伯恩斯全向麦克风采集带式输送机30组托辊工作状态下的声信号;然后,利用统计法分析采集的声信号的时域(TD)特征,实现故障特征初步挖掘;最后,分析声信号的频域(FD)以及时频域(TFD)中所包含的特征,以提高对故障特征的表达能力。结果表明:托辊声音的TD特征能够检测锈蚀故障,FD特征能够检测出严重故障,TFD域特征能够检测出各种典型的轴承损伤,在工业带式输送机托辊故障监测方面具有应用前景。

基于综合观测器的执行器过程故障量精确诊断

执行器的非线性与输出不可得在一般复杂动力学系统中具有典型性,而其过程故障量的精确诊断是个前沿难点问题。针对该问题,研究一种面向控制系统和执行器的综合观测器方法。提出一种适用于带有非线性执行器复杂系统的新型自适应观测器方法,可克服输出量不可直接获得的条件限制,实现故障诊断并获得执行器真实输出估计;基于执行器输出估计与控制器输出量,采用扩张状态观测器实现过程故障量精确估计,从而为主动容错故障调节提供诊断依据。以卫星姿态控制系统飞轮摩擦力矩增大这一典型非线性执行器故障的过程故障量精确诊断为应用实例验证了本文方案的有效性及优越性。

时滞依赖H_/H_∞观测器的线性系统故障检测

本文研究了线性连续时滞系统的鲁棒故障检测问题.利用H_/H∞故障检测方法,设计了故障检测观测器,并给出了时滞依赖的故障检测观测器设计条件.本文直接给出刻画有限频故障检测性能的线性矩阵不等式条件,避免因引入加权函数而产生的不准确性.最后,仿真算例表明时滞依赖的有限频故障检测观测器可以取得比已有结果更好的故障检测性能.

基于主元分析与支持向量机的制冷系统故障诊断方法

利用主元分析（PCA）法提取制冷系统特征向量,对典型人工智能方法所建故障诊断模型的性能进行理论研究与应用分析,确定了以支持向量机（SVM）算法为基础的故障诊断模型;针对SVM直接解决多种分类问题的困难,分析了3种多类SVM算法,确定了基于＂一对其他（Onevsothers）＂多类SVM算法的故障诊断模型,并提出基于PCA与SVM组合的PCA-SVM故障诊断模型,同时,利用实验数据加以验证.结果表明：PCA-SVM模型可将16个原始变量转化为相互独立的主元,并可提取前4个主元用于故障诊断而将正常与故障的模式分离,对故障的诊断率不低于98.57%,优于单纯SVM模型,且PCA-SVM模型的训练速度比SVM模型快约130~350倍;PCA-SVM模型对小样本的处理能力优于BP神经网络模型,其诊断正确率较高,训练耗时较少（约1/240）.

时滞依赖H_∞滤波器的有限频故障检测方法

本文研究了线性离散时滞系统的有限频鲁棒故障检测问题.利用故障估计技术,将故障检测滤波器设计问题转化为时滞依赖的H∞滤波器设计问题.本文直接给出刻画有限频故障检测性能的线性矩阵不等式条件,避免因引入加权函数而产生的不准确性.最后,仿真算例表明时滞依赖的有限频故障检测滤波器可以取得比已有结果更好的故障检测性能.

基于随机丢包网络的网络存储系统故障检测方法

针对网络随机丢包的特性,研究网络存储系统在带有随机丢包的网络中故障检测失误率高的问题,提出了一种在随机丢包网络中的网络存储故障检测方法。该方法将残差发生、残差评估和误报率引入故障检测中。首先,在系统框架中实现残差发生;然后,充分利用随机丢包的随机特性获得残差评价;最后,通过切比雪夫不等式对所设计的阈值进行性能评价,即误报率的计算,给出了相应的诊断算法。仿真结果表明,该方法对故障具有较高的检测灵敏度,并且也证明了该方法的有效性。

基于不完整描述样本的制冷系统故障诊断研究

制冷系统故障信息样本中的部分特征缺失时,已有的故障诊断模型无法使用这些样本。为解决该问题,提出了一种新颖的故障诊断策略。该诊断策略可通过以下步骤实现:(1)在部分问题描述与历史数据库的相互作用及领域知识的基础上,产生了用于特征转换的相似转换矩阵;(2)将不完整描述样本中的未知特征转变为与其相关的已知特征,形成检索目标;(3)通过计算和比较检索目标与数据库中样本间的相似度,得到最佳案例,将该案例中的相应值赋予未知特征;(4)运用已有的故障诊断模型及再生的完整描述样本,对制冷系统进行故障诊断。利用实验数据对该诊断策略进行验证,取得了满意的结果。

基于分布估计算法和遗传算法融合的神经网络故障诊断模型研究

本文构造了基于分布估计算法(Estimation of Distribution Algorithm,EDA)和遗传算法(GeneticAlgorithm,GA)融合的神经网络(Neural Network,NN)故障诊断模型。传统的GA看作是对生物进化"微观"层面上的模拟,则EDA是对生物进化"宏观"层面上的建模,是一种全新的进化模式。EDA与GA融合的实质是在解空间"宏观"和"微观"两个层面进行寻优,可克服NN陷入局部最小,提高NN的泛化能力,使故障诊断的容错性能得到有效改善。将该模型用于高压输电线系统的故障诊断,并作容错性能的评估。由仿真测试表明,研究模型的容错性能要优于传统的BP-NN模型和单纯GA优化NN模型。因此,新诊断模型是有一定的理论和实用价值的。

基于频域介电谱的油纸绝缘套管局部受潮诊断研究

套管受潮初期多为局部受潮,因此局部受潮的有效诊断可避免套管受潮过程的进一步发展。文中采用频域介电谱(FDS)对套管局部受潮诊断方法进行研究。首先制备梯度含水量油纸绝缘样品,组合形成局部受潮等效试样,并获得其FDS特性。结果表明,局部受潮会形成不同含水量油纸绝缘界面,在FDS曲线中产生界面松弛极化损耗峰,径向局部受潮程度越大,损耗峰幅值越大,并向高频方向移动,因此基于界面松弛极化损耗峰特性可对套管局部受潮进行诊断。利用变压器套管仿真模型验证了文中所提方法的有效性,为变压器套管早期故障预警与诊断提供了新方法。

一个模糊神经网络诊断专家系统及其实现

回顾了故障诊断技术的发展历程，提出了智能故障诊断的新分类．编制了一个传统的通用故障诊断专家系统，指出了其存在的知识获取困难、二值逻辑不符合实际、系统容错性差等缺陷．为解决缺陷，构作了一个基于模糊神经网络技术的智能诊断专家系统，并用MATLAB语言实现，仿真结果表明，系统性能良好．