基于分層模糊符號(hào)有向圖模型的故障診斷方法及其應(yīng)用.pdf

1、在現(xiàn)代工業(yè)流程中，隨著自動(dòng)化程度不斷提高，生產(chǎn)制造中控制系統(tǒng)的規(guī)模不斷增大，復(fù)雜性不斷增加，因而導(dǎo)致維修費(fèi)用增加，停產(chǎn)損失嚴(yán)重和事故后果嚴(yán)重等問(wèn)題，所以故障檢測(cè)與診斷技術(shù)日益受到人們的重視，成為生產(chǎn)制造業(yè)的重要研究課題。是否可以快速精準(zhǔn)定位故障的來(lái)源是保障大型復(fù)雜系統(tǒng)能否穩(wěn)定運(yùn)作的關(guān)鍵。
　　基于SDG模型的故障診斷方法是由圖論發(fā)展而來(lái)的定性故障診斷方法之一，它能在掌握較少的定量信息的情況下建立系統(tǒng)的模型，并很好地展示了系統(tǒng)變量間

2、的影響關(guān)系，而且使得故障傳播路徑一目了然。因此其成為基于模型故障診斷的一種常用方法。SDG模型完備性好、魯棒性強(qiáng)，但利用SDG模型推理故障源時(shí)，系統(tǒng)越大越容易出現(xiàn)“組合爆炸”，產(chǎn)生多義性，使得診斷結(jié)果的分辨率不高，并且診斷過(guò)程中需要加入大量的人為限制條件。
　　模糊理論是一種純定量性的數(shù)學(xué)，它能夠?qū)⒛：拍钸M(jìn)行數(shù)學(xué)定量化，有利于模糊問(wèn)題的求解。引入模糊隸屬度，將節(jié)點(diǎn)的故障發(fā)生可能性進(jìn)行定量的描述，達(dá)到故障精準(zhǔn)定位的要求。
　

3、　本文通過(guò)整理、研究已有的故障診斷方法，對(duì)故障診斷模型與基于模型的診斷方法及應(yīng)用技術(shù)作了對(duì)比與探討，本文所做的研究工作為如下幾點(diǎn):
　　(1)基于當(dāng)前故障診斷系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性和完備性提出了更高的要求，本文提出建立分層模糊SDG模型。首先對(duì)系統(tǒng)建立符號(hào)有圖模型，經(jīng)過(guò)基于可達(dá)性分層方法對(duì)其進(jìn)行分層，其次用模糊隸屬度來(lái)描述各節(jié)點(diǎn)的故障嚴(yán)重程度，構(gòu)建分層模糊符號(hào)有向圖模型。當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，對(duì)報(bào)警節(jié)點(diǎn)進(jìn)行回溯，搜索相容通路找出故障源備選節(jié)

4、點(diǎn)。由于故障傳播特性為從高層向低層，首先根據(jù)相容路徑初選出位于高層次的備選故障節(jié)點(diǎn)，其次根據(jù)最小-最大算法計(jì)算各備選節(jié)點(diǎn)的模糊支持度，得到模糊支持度排序，為故障源的排查提供建議。
　　(2)當(dāng)工業(yè)過(guò)程中同時(shí)有故障發(fā)生時(shí)，普通的控制系統(tǒng)只能簡(jiǎn)單的給出報(bào)警，操作人員在第一時(shí)間難以確定真正的根原因，這會(huì)大大減少其正確采取操作的機(jī)會(huì)，導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)增加。為此本文提出一種基于分層模糊符號(hào)有向圖模型的故障診斷算法，通過(guò)相容通路判斷、模糊推理

5、、計(jì)算節(jié)點(diǎn)模糊支持度并排序，用于對(duì)備選故障源進(jìn)行可能性分析，給出最有可能的故障源，從而給出真正故障源，達(dá)到減少誤操作和提高系統(tǒng)診斷準(zhǔn)確率的目的。
　　(3)提出一種基于分層模糊符號(hào)有向圖模型的故障診斷方法，以TEP系統(tǒng)為例，首先建立系統(tǒng)分層模糊符號(hào)有向圖，當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，根據(jù)故障傳播路徑上節(jié)點(diǎn)間的定性關(guān)系，確定分層模糊SDG模型相容通路，通過(guò)計(jì)算各節(jié)點(diǎn)模糊支持度得到備選故障源發(fā)生可能性排序。本文通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)證明，該方法不僅保留了SD