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(jī)核心技術(shù)的液壓厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)(HAGC)，集機(jī)、電、液于一體，結(jié)構(gòu)高度集成，復(fù)雜精密，造價(jià)十分昂貴，該系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量具有重大影響，直接決定了軋機(jī)的工作性能。HAGC系統(tǒng)在運(yùn)行狀態(tài)下是一個(gè)復(fù)雜的非線性動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)，具有不確定、非線性、時(shí)變性的特點(diǎn)，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(cè)和故障分析帶來(lái)許多困難，因此，開(kāi)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(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

2、本文從提取故障信息的三種獨(dú)立特征：瞬態(tài)特征、穩(wěn)態(tài)特征和突變特征的角度，開(kāi)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(wèn)題，通過(guò)仿真及故障實(shí)例驗(yàn)證了所提方法的正確性及可行性。 通過(guò)對(duì)連軋機(jī)軋制過(guò)程的分析，提出在不需要停機(jī)和外加激勵(lì)信號(hào)的情況下，將軋制咬鋼過(guò)程和控制輸入突變過(guò)程看作階躍輸入信號(hào)，在線獲得液壓壓下系統(tǒng)瞬態(tài)響應(yīng)。分析了常見(jiàn)故障對(duì)HAGC系統(tǒng)瞬態(tài)響應(yīng)性能指標(biāo)的影響，并通過(guò)與正常情況下參數(shù)進(jìn)

3、行對(duì)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(xué)模型和未知輸入觀測(cè)器理論，利用狀態(tài)方程對(duì)系統(tǒng)故障進(jìn)行分析，確定了不同故障影響方向，建立了HAGC系統(tǒng)觀測(cè)器組診斷方法，通過(guò)組合邏輯來(lái)進(jìn)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(yàn)研究證明了觀測(cè)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(fù)載不確定解耦子系統(tǒng)的建立以及非線性觀測(cè)器的設(shè)計(jì)方法，限于其可

4、診斷故障模式，文中將其作為觀測(cè)器組方法的輔助校驗(yàn)。 基于軋制過(guò)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(bào)模型和基于壓下系統(tǒng)各環(huán)節(jié)ARMA模型的動(dòng)態(tài)遞歸網(wǎng)絡(luò)模型，并對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和學(xué)習(xí)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(hào)突變帶來(lái)的網(wǎng)絡(luò)誤診問(wèn)題，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)MA模型進(jìn)行小波變換研究，使得故障信息得到準(zhǔn)確定位。將小波作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)跟蹤異常信號(hào)的后級(jí)處理，解決了小波變換計(jì)算量大，全程監(jiān)控實(shí)時(shí)性差的缺點(diǎn)