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顺丁橡胶装置及其性能评价和故障源定位研究

顺丁橡胶装置及其性能评价和故障源定位研究

作者：黄毅华东理工大学

学位级别：硕士

顺丁橡胶作为世界第二大合成橡胶,在我国得到广泛生产。论文针对某企业顺丁橡胶装置已运行多年,存在性能退化的情况,对该装置的运行、以及从系统数据分析的角度进行装置控制回路性能评价和故障源定位进行了全面研究。首先概述了顺丁橡... 详细信息

顺丁橡胶作为世界第二大合成橡胶,在我国得到广泛生产。论文针对某企业顺丁橡胶装置已运行多年,存在性能退化的情况,对该装置的运行、以及从系统数据分析的角度进行装置控制回路性能评价和故障源定位进行了全面研究。首先概述了顺丁橡胶生产工艺流程,主要生产装置和控制元件,装置的操作和应急处置;介绍了顺丁橡胶的技术改造和控制系统。借助顺丁橡胶装置DCS系统配套的Matrikon CPM、PI Datalink软件系统,成功获取本文性能评价和故障源定位研究所需现场操作数据。控制回路性能评价采用基于MVC评价得出Harris指标。在波动根源定位分析中：首先采用功率谱密度分析、功率谱独立源分析进行波动检测和识别,然后采用格兰杰因果检验方法进行回路故障根源定位分析。论文给出了有关理论和分析模型,并对顺丁橡胶装置进行了全面的性能评价和故障源定位分析,给出顺丁橡胶装置控制器性能评价结果,单元振荡情况、故障波动传播路径和根源分析诊断结果等结论。论文研究成果使企业够从系统的角度迅速评价装置控制回路性能、定位故障原因、从而指导装置的检修维护、优化系统性能。

关键词：顺丁橡胶性能评价最小方差控制思想故障源定位频域独立成分分析

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电压暂降故障源定位方法优化

电压暂降故障源定位方法优化

作者：梁鉴通哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

电能质量决定了人民生活与生产过程中电气设备运行的安全性和可靠性,电压暂降因其持续时间短、发生频繁、随机性强等特点,成为当前危害电能质量稳定性的最严重因素。本文详细分析了当前国内外主流电压暂降故障源定位算法;深入研究暂降... 详细信息

电能质量决定了人民生活与生产过程中电气设备运行的安全性和可靠性,电压暂降因其持续时间短、发生频繁、随机性强等特点,成为当前危害电能质量稳定性的最严重因素。本文详细分析了当前国内外主流电压暂降故障源定位算法;深入研究暂降源定位算法与故障监测装置部署方案的细节与原理,得出影响定位精度与速度的主要因素有:系统中网络节点阻抗矩阵作为定位基础数,其求解步骤复杂且不精确;暂降故障监测装置数量大导致反馈数据过多,进而增加了计算冗余度;定位算法的判断依据太少、迭代次数过多,严重影响定位算法的准确率与效率。本文主要工作如下:首先研究网络节点阻抗矩阵的求解算法。对在处理互感数据问题上有明显优势的过渡矩阵法进行优化,将接地支路数据加入其计算步骤当中,解决由于忽略接地支路而产生的误差问题,并利用深度优先搜索法重构网络拓扑结构来优化过渡矩阵法在处理复杂回路数据时的不足,从而提高过渡矩阵法的精度与速度。其次研究故障源监测装置部署方案。以基于凹陷域的部署方案为蓝本,将凹陷域限定在节点级别上以解决由于凹陷域边界在支路上无法确定而造成监测装置漏安装或重复安装问题,在此基础上构建节点凹陷域矩阵,使监测装置部署问题与整数(0-1)规划相结合,通过求解规划模型解决以少数监测装置实现全网数据可观测的问题,从而完成故障监测装置的优化部署。最后对定位算法进行研究。建立由故障源类型分析、故障源方位判断以及虚拟故障点定位法构成的综合判断依据,以故障系统扰动功率幅值为依据判断系统中故障点相对于监测装置的方位;通过故障类型分析与故障方位判断优化虚拟故障点定位法,减少其的迭代次数。在此基础上提出多重虚拟故障点定位法,解决定位不精确的问题,从而得到精确高效的电压暂降故障源定位方法。论文最后利用Matlab进行定位仿真,证明了优化算法的有效性。

关键词：电压暂降故障源定位矩阵优化配置优化算法优化

基于数据驱动的大型化工装置健康评估与故障源诊断

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计算机集成制造系统 2013年第5期19卷 1085-1090页

作者：曹稼斌郑建荣夏春明张亮华东理工大学机械与动力工程学院上海200237

针对大型在役化工过程装置亚健康问题,提出一套基于实际操作过程参数及其内在联系分析,进行大型在役化工过程装置定量健康评估与故障源诊断的方法。该方法依据最小方差控制方法评估控制回路性能,基于双相干频谱非线性分析评估控制阀的性... 详细信息

针对大型在役化工过程装置亚健康问题,提出一套基于实际操作过程参数及其内在联系分析,进行大型在役化工过程装置定量健康评估与故障源诊断的方法。该方法依据最小方差控制方法评估控制回路性能,基于双相干频谱非线性分析评估控制阀的性能,实现装置健康状态定量评估;采用功率谱独立源成分进行系统波动源分析,进而通过格兰杰因果检验确定波动故障传播路径和根源。给出有关理论和方法,并据此对大型氯乙烯装置进行健康评估和故障源定位,获得装置性能定量评估结果,确定异常控制回路、故障源及其传播路径。现场验证结果表明,评估结果能够较好地反映装置的实际情况。

关键词：过程装置健康评估控制回路控制阀非线性故障故障源定位氯乙烯装置

基于大数据配电线路故障定位指示器的研究与应用

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通讯世界 2018年第12期25卷 155-156页

作者：朱明严贵州电网有限责任公司毕节供电局贵州毕节551700

当前的配电网发生短路、接地故障处理中,由于需要对配电网故障的感知与定位,抢修处理存在一定的滞后性、被动性,容易引起用电用户不满,对社会造成恶劣影响。而传统的故障指示器功能单一且故障判据简单,存在线路故障的拒动、误报现象,也... 详细信息

当前的配电网发生短路、接地故障处理中,由于需要对配电网故障的感知与定位,抢修处理存在一定的滞后性、被动性,容易引起用电用户不满,对社会造成恶劣影响。而传统的故障指示器功能单一且故障判据简单,存在线路故障的拒动、误报现象,也不能真正解决线路故障的快速准确定位问题。本文引入一种新型的基于波形数字特征组合定位技术的故障指示器,基于三相波形同步采样原理和新型基于时空监测矩阵的数据处理算法,对配网线路暂态故障、温升过快等异常运行状态进行实时监测,确立对应的故障处理综合判据,提高暂态识别的准确度和灵敏度,最终实现配电线路故障类型的可靠识别和故障源位置准确定位。

关键词：波形数字特征故障指示器故障类型辨识故障源定位

基于复杂网络级联失效理论的化工物料网络故障传播研究

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基于复杂网络级联失效理论的化工物料网络故障传播研究

作者：胡艺艺青岛科技大学

学位级别：硕士

在复杂网络中,一个或少数几个节点的失效会通过节点之间的耦合关系引起网络中一部分节点失效甚至整个网络的崩溃,这种现象称为级联失效。化工生产过程中包含多个生产单元,各个生产单元之间的物料息息相关,构成了一个复杂的物料网络,在... 详细信息

在复杂网络中,一个或少数几个节点的失效会通过节点之间的耦合关系引起网络中一部分节点失效甚至整个网络的崩溃,这种现象称为级联失效。化工生产过程中包含多个生产单元,各个生产单元之间的物料息息相关,构成了一个复杂的物料网络,在此物料网络中一个小的故障容易引发级联失效现象,从而导致级联故障。对化工物料网络的级联故障传播进行研究具有较大的理论价值和现实意义,有助于对级联故障进行有效预防和处理,保障化工生产安全稳定的运行。本文主要从两个方面进行研究。一方面,对化工物料网络的级联故障风险传播路径进行研究。首先基于复杂网络理论,构建化工物料网络模型,应用SRank算法识别网络中的重要节点,以此作为重要节点攻击方式下选取节点的依据;其次,利用故障传播概率与物料危险度定义故障传播强度,通过对初始负载、负载容量以及负载重分配规则进行定义,构建级联故障传播模型求取故障传播概率,再利用粗糙集理论与层次分析法求解物料易燃易爆性、有毒性以及腐蚀性的指标权重,以此得到物料的危险度;最后,基于故障传播强度,通过蚁群算法获取重要节点攻击、高负载节点攻击和随机攻击三种方式下,化工物料网络的级联故障风险传播路径。将此方法与其它方法进行对比,验证了此方法的可行性。另一方面,在建立的级联故障传播模型基础上进行化工物料网络故障源定位研究。首先,由随机选取策略在网络中选取观测节点;其次,利用广度优先搜索策略搜索出故障源节点可能存在的区域;然后利用时间反转反向传播算法进行故障源节点的定位;最后,改变观测节点的选取策略,研究每种情况下的定位准确度,以获得观测节点最优的选取策略。经案例分析表明,本文所提的方法可有效地找到化工物料网络中的薄弱环节,并确定风险较大的级联故障传播路径,为级联故障的预防以及选择重点监控变量提供相关的依据;另外此方法还为故障源定位提供新的思路,降低了故障源定位的复杂性,当故障发生时,可以更加快速的锁定故障源,保障化工生产过程的稳定运行。

关键词：复杂网络理论化工物料网络级联故障故障传播路径故障源定位

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基于复杂网络的航空发动机故障传播特性研究

基于复杂网络的航空发动机故障传播特性研究

作者：莫志军湖南科技大学

学位级别：硕士

航空发动机是航空航天设备的重要部件,绝大部分情况下都在安全阈值内以轻微故障运行,由于其内部结构复杂,任意一个零部件的轻微故障都可能在机组间传播、扩散、积累和放大,从而导致更严重的故障,如能掌握元部件间故障传播特性,便可防患... 详细信息

航空发动机是航空航天设备的重要部件,绝大部分情况下都在安全阈值内以轻微故障运行,由于其内部结构复杂,任意一个零部件的轻微故障都可能在机组间传播、扩散、积累和放大,从而导致更严重的故障,如能掌握元部件间故障传播特性,便可防患于未然。航空发动机内部错综复杂的元部件交织形成了一个复杂网络,可利用复杂网络理论与方法分析航空发动机元部件间的故障传播特性,找到最高风险故障传播路径、进行故障源定位,以及对元部件的故障类型进行诊断,为航空发动机的优化维护、运行提供参考和依据,确保航空发动机安全可靠运行,具有重要意义。论文的主要研究工作包括以下几个方面:(1)航空发动机基本结构及典型故障分析。对某型航空发动机的内部结构及其相互耦合关系进行分析,详细介绍了其元部件与各零部件的典型故障机理;为后续航空发动机的故障传播特性的研究提供基础。(2)基于小世界网络模型的航空发动机故障最高风险路径分析。根据航空发动机的物理机构,设定合理的假设条件,抽象构建其故障拓扑模型,并通过分析模型的网络特征参数验证其小世界特性。结合模型的小世界网络特性与k步故障传播扩散的原则,确定网络中节点间的边权值,以传播路径的故障传播强度之和为目标函数,构建求解最高风险路径的数学模型,并求解航空发动机故障最高风险路径,为航空发动机的故障预防提供参考和依据。3)基于Petri网的航空发动机故障源定位。基于航空发动机的结构层次性,结合故障最高风险路径分析过程中体现的重点防范部件,构建故障重点防范部件转子系统的故障诊断树,由故障诊断树作为中间状态实现故障petri网模型的搭建,通过故障petri网的正、反推理求取最大概率故障源,为航空发动机故障快速定位提供参考和依据。4)基于聚类优化融合的航空发动机元部件故障类型诊断。提出一种针对于航空发动机支撑轴承故障类型诊断的聚类分析融合方法。首先采取多种聚类分析方法分别对故障数据进行诊断,得到初始聚类融合权值矩阵,再采用遗传算法优化得到最终融合权值矩阵,决策诊断得到最终诊断结果,相对单一聚类诊断结果精度及可靠性均有所提高。

关键词：航空发动机复杂网络故障传播路径故障源定位优化融合

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基于KPCA的监控系统传感器异常诊断方法

传感器与微系统 2016年第12期35卷 33-36页

作者：彭红星潘梨莉赵鸿图河南理工大学计算机科学与技术学院河南焦作454000 煤炭安全生产河南省协同创新中心河南焦作454000

针对监控系统数据异常时,故障检测准确性不高的问题,提出一种基于监控系统传感器异常的核主元分析(KPCA)检测方法。利用平方预报误差(SPE)统计量和均方贡献值法进行故障检测和故障源的定位,改善了主元分析(PCA)应用于非线性系统故障检... 详细信息

针对监控系统数据异常时,故障检测准确性不高的问题,提出一种基于监控系统传感器异常的核主元分析(KPCA)检测方法。利用平方预报误差(SPE)统计量和均方贡献值法进行故障检测和故障源的定位,改善了主元分析(PCA)应用于非线性系统故障检测准确性低的问题。分别利用基于KPCA和PCA的故障检测模型进行仿真比较。实验结果表明:KPCA提高了非线性监控系统传感器异常诊断的准确性。

关键词：传感器核主元分析主元分析故障检测故障源定位