基于數(shù)據(jù)融合的HAGC系統(tǒng)故障多判據(jù)診斷研究.pdf

1、作為現(xiàn)代板帶軋機核心技術(shù)的液壓厚度自動控制系統(tǒng)(HAGC)，集機、電、液于一體，結(jié)構(gòu)高度集成，復(fù)雜精密，造價十分昂貴，該系統(tǒng)的運行狀態(tài)對產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量具有重大影響，直接決定了軋機的工作性能。HAGC系統(tǒng)在運行狀態(tài)下是一個復(fù)雜的非線性動力學系統(tǒng)，具有不確定、非線性、時變性的特點，故障狀況復(fù)雜，干擾因素多，系統(tǒng)本身的復(fù)雜性給狀態(tài)監(jiān)測和故障分析帶來許多困難，因此，開展HAGC系統(tǒng)的故障診斷技術(shù)研究具有重要的理論意義和實際應(yīng)用價值。

2、本文從提取故障信息的三種獨立特征：瞬態(tài)特征、穩(wěn)態(tài)特征和突變特征的角度，開發(fā)了多種診斷判據(jù)。為綜合多角度信息，在利用新方法的基礎(chǔ)上研究了多種判據(jù)信息融合問題，通過仿真及故障實例驗證了所提方法的正確性及可行性。 通過對連軋機軋制過程的分析，提出在不需要停機和外加激勵信號的情況下，將軋制咬鋼過程和控制輸入突變過程看作階躍輸入信號，在線獲得液壓壓下系統(tǒng)瞬態(tài)響應(yīng)。分析了常見故障對HAGC系統(tǒng)瞬態(tài)響應(yīng)性能指標的影響，并通過與正常情況下參數(shù)進

3、行對比分析，建立了數(shù)值屬性描述的瞬態(tài)響應(yīng)判據(jù)算法。 基于系統(tǒng)數(shù)學模型和未知輸入觀測器理論，利用狀態(tài)方程對系統(tǒng)故障進行分析，確定了不同故障影響方向，建立了HAGC系統(tǒng)觀測器組診斷方法，通過組合邏輯來進行故障定位與分離，并提出了數(shù)值屬性故障判據(jù)的算法，理論分析和試驗研究證明了觀測器組在提取系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)故障信息方面的有效性。另外，本文基于微分幾何方法研究了HAGC系統(tǒng)非線性模型負載不確定解耦子系統(tǒng)的建立以及非線性觀測器的設(shè)計方法，限于其可

4、診斷故障模式，文中將其作為觀測器組方法的輔助校驗。 基于軋制過程歷史數(shù)據(jù)，分別建立了一種RBF網(wǎng)絡(luò)軋制力預(yù)報模型和基于壓下系統(tǒng)各環(huán)節(jié)ARMA模型的動態(tài)遞歸網(wǎng)絡(luò)模型，并對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和學習算法提出了優(yōu)化，使其收斂速度和泛化能力得到提高。為排除輸入突變引起的輸出信號突變帶來的網(wǎng)絡(luò)誤診問題，通過對系統(tǒng)MA模型進行小波變換研究，使得故障信息得到準確定位。將小波作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)跟蹤異常信號的后級處理，解決了小波變換計算量大，全程監(jiān)控實時性差的缺點