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一种基于解析冗余关系的半定性故障隔离方法在航天器推进系统中的应用

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国防科技大学学报 2012年第6期34卷 104-110页

作者：彭小辉晏政李艳军吴建军国防科技大学航天与材料工程学院湖南长沙410073

针对航天器推进系统的时变特性以及随机因素给故障隔离带来的困难,提出了基于Z-检验分析和解析冗余关系相结合的半定性故障隔离方法。基于状态空间转换的思想,运用基于系统诊断键合图模型建立的解析冗余关系挖掘系统时不变的结构特征空... 详细信息

针对航天器推进系统的时变特性以及随机因素给故障隔离带来的困难,提出了基于Z-检验分析和解析冗余关系相结合的半定性故障隔离方法。基于状态空间转换的思想,运用基于系统诊断键合图模型建立的解析冗余关系挖掘系统时不变的结构特征空间信息,并对解析冗余关系残差进行趋势分析获取时不变、具有残差变化方向的故障特征矩阵,针对存在随机因素对残差定性化的影响,利用了Z-检验分析对残差进行定性化获取观察特征,通过观测特征与故障特征的比较进行系统故障隔离。将该方法应用于推进系统的故障隔离中,结果证明了该方法能有效避免获取推进系统时变诊断准则以及来自系统建模和参数测量等随机因素的干扰,提高了推进系统故障隔离的鲁棒性。

关键词：航天器推进系统故障隔离时不变结构特征 Z-检验解析冗余关系

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解析冗余关系在动力系统故障诊断中的应用

机械科学与技术 2016年第6期35卷 924-928页

作者：黄磊史仪凯袁小庆苏士斌西北工业大学机电学院西安710072

键合图理论用统一的方式处理多种能量形式,广泛应用于机电系统的建模和仿真。本文在建立电、液转向系统诊断键合图模型的基础上,推导出解析冗余关系ARRs,解算出系统残差并用于故障诊断。在物理系统中安装集成多型号传感器的信号采集网络... 详细信息

键合图理论用统一的方式处理多种能量形式,广泛应用于机电系统的建模和仿真。本文在建立电、液转向系统诊断键合图模型的基础上,推导出解析冗余关系ARRs,解算出系统残差并用于故障诊断。在物理系统中安装集成多型号传感器的信号采集网络,实现物理系统运行参数的在线采集,通过车辆转向系统的故障诊断进行实例分析及检验,验证了该诊断方法的正确性和有效性。

关键词：键合图故障诊断动力系统解析冗余关系

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基于解析冗余关系的动态系统故障检测和隔离

哈尔滨工业大学学报 2007年第6期39卷 924-927页

作者：王秋生樊久铭徐敏强邹经湘哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150001

利用解析冗余关系方法进行故障检测和隔离的关键就是系统解析冗余关系的建立.未知变量剔出法对模型复杂的非线性动态系统是非常困难的.通过在系统键合图模型中加入观测信号和虚拟传感器的方法建立系统的诊断键合图模型,根据诊断键合图... 详细信息

利用解析冗余关系方法进行故障检测和隔离的关键就是系统解析冗余关系的建立.未知变量剔出法对模型复杂的非线性动态系统是非常困难的.通过在系统键合图模型中加入观测信号和虚拟传感器的方法建立系统的诊断键合图模型,根据诊断键合图模型的因果路径构建系统的解析冗余关系和系统故障特征矩阵,并利用系统实际观测特征与故障特征的比较进行系统的故障检测和隔离.将该方法应用到五箱系统的故障检测和隔离,仿真结果验证了该方法的便捷性、有效性和实用性.

关键词：解析冗余关系故障检测故障隔离诊断键合图

解析冗余关系法在柴油机燃油系统故障诊断与隔离中的应用

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海军工程大学学报 2021年第3期33卷 67-74页

作者：韦春玲耿洪健黄冈师范学院物理与电子信息学院湖北黄冈438000 海军工程大学舰船综合试验训练基地武汉430033

针对柴油机燃油系统管路复杂、故障种类多和系统不确定性等问题,首先提出了基于键合图模型的解析冗余关系法,应用于系统定量故障诊断与隔离;然后,在系统键合图模型基础上,推导得到系统解析冗余关系并建立了系统故障特征矩阵;最后,在系... 详细信息

针对柴油机燃油系统管路复杂、故障种类多和系统不确定性等问题,首先提出了基于键合图模型的解析冗余关系法,应用于系统定量故障诊断与隔离;然后,在系统键合图模型基础上,推导得到系统解析冗余关系并建立了系统故障特征矩阵;最后,在系统模型的基础上进行了故障诊断仿真试验,并采用序贯概率比检验(SPRT)方法对残差异常进行在线监测,实现了实时在线的系统故障诊断与隔离。研究结果表明:基于键合图模型的解析冗余关系法能够应用于系统故障诊断与隔离,并且具有较高的准确性和实时性。

关键词：柴油机燃油系统解析冗余关系键合图模型 SPRT方法

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一种基于区间解析冗余关系的故障诊断方法

南京航空航天大学学报 2021年第6期53卷 972-980页

作者：莫浩彬李艳军南京航空航天大学民航学院南京211106

在基于解析冗余关系的故障诊断应用中,系统不确定性方法会造成漏诊和误诊。本文在传统键合图线性差分变化技术(Bond graph-linear fractional transformation technique,BG-LFT)中引入区间分析理论,提出一种基于区间解析冗余关系的故障... 详细信息

在基于解析冗余关系的故障诊断应用中,系统不确定性方法会造成漏诊和误诊。本文在传统键合图线性差分变化技术(Bond graph-linear fractional transformation technique,BG-LFT)中引入区间分析理论,提出一种基于区间解析冗余关系的故障诊断方法。该方法在基于键合图的解析冗余关系故障诊断方法的基础上,首先结合BG-LFT和区间分析理论对参数不确定性和测量不确定性进行统一建模。然后,将键合图模型扩展为不确定性键合图模型,并推导区间解析冗余关系。最后,利用区间数学运算方法计算区间解析冗余关系,得到诊断阈值。将该方法应用于电动静液作动器参数型故障及传感器故障的故障诊断中。结果表明,与单纯使用BG-LFT相比,本文方法能更有效获取电静液作动器故障诊断依据,避免系统不确定性对诊断结果的干扰。

关键词：解析冗余关系故障诊断区间分析不确定性键合图

新型解析冗余关系法在传感器故障诊断中的应用

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传感器与微系统 2014年第7期33卷 157-160页

作者：帕孜来.马合木提董小亮杨莲廖俊勃新疆大学电气工程学院新疆乌鲁木齐830049

介绍了多容水箱系统所有可能出现的故障类型,并分析了多容水箱系统的结构与特点。利用基于键合图模型的新型解析冗余关系(ARR)方法对多容系统中传感器故障进行了研究。根据键合图理论给出了多容水箱系统键合图模型,通过在系统键合图中... 详细信息

介绍了多容水箱系统所有可能出现的故障类型,并分析了多容水箱系统的结构与特点。利用基于键合图模型的新型解析冗余关系(ARR)方法对多容系统中传感器故障进行了研究。根据键合图理论给出了多容水箱系统键合图模型,通过在系统键合图中加入观测信号和虚拟传感器的方法建立系统的诊断键合,根据诊断键合图模型得到系统的ARR。通过分析诊断键合图的因果关系构建系统的故障特征矩阵。利用20-sim键合图仿真软件对各类故障进行仿真分析,验证了基于键合图模型的新型ARR方法在传感器故障检测与隔离方面的可行性。

关键词：三容水箱键合图故障特征解析冗余关系传感器 2-sim

基于总体解析冗余关系概念的移动机器人电动液压转向系统故障诊断与隔离

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科学技术与工程 2014年第10期14卷 48-54页

作者：林在犁重庆科技学院

总体解析冗余关系概念(GARRs)使得基于键合图故障检测和隔离(FDI)框架得到发展,可以对混合动力系统(包括连续动力学和离散模式)进行故障诊断。利用这种新开发的方法研究了基于电动液压转向的CyCab移动机器人系统,GARRs可以从一个混合键... 详细信息

总体解析冗余关系概念(GARRs)使得基于键合图故障检测和隔离(FDI)框架得到发展,可以对混合动力系统(包括连续动力学和离散模式)进行故障诊断。利用这种新开发的方法研究了基于电动液压转向的CyCab移动机器人系统,GARRs可以从一个混合键合图(HBG)模型中特殊的因果关系系统地推导出来。应用了诊断和隔离,并对结果进行了讨论。

关键词：键合图解析冗余关系故障诊断隔离

基于解析冗余关系的HXD2型机车法维莱制动机测试系统的研制

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基于解析冗余关系的HXD2型机车法维莱制动机测试系统的研制

作者：张佳洁中南大学

学位级别：硕士

HXD2型机车是目前大秦线2万吨重载组合列车的主力牵引机车类型之一。HXD2型机车采用法国ALSTOM公司的法维莱制动系统。确保制动机系统正常工作对机车安全运行意义重大,需要开发HXD2型机车法维莱制动机测试系统。论文以法维莱制动系... 详细信息

HXD2型机车是目前大秦线2万吨重载组合列车的主力牵引机车类型之一。HXD2型机车采用法国ALSTOM公司的法维莱制动系统。确保制动机系统正常工作对机车安全运行意义重大,需要开发HXD2型机车法维莱制动机测试系统。论文以法维莱制动系统为研究对象,对制动机内部结构、工作机理和重要模块特点进行分析,进一步研究了制动机电气系统和气路系统的故障特性,为测试系统的设计打下基础。针对法维莱制动系统结构复杂,电气和气路能量耦合的特点,利用功率键合图理论解决多种能量耦合的系统建模问题的优势,建立制动系统数学模型。基于键合图理论定义系统相关变量实际物理意义,描述建模规则。依据故障特征,采用多层次分解机制,将制动系统进行模块化分解。详细阐述利用键合图构建制动系统整体模型和各独立子模块模型,确定模块间及模块内部元件特征。针对制动系统中存在工况模式繁多,故障不确定,查找故障点耗时长效率低的问题,利用解析冗余方法实现系统故障检测和隔离。通过在系统数学模型中加入观测器的方法,推导系统ARR（analytical redundancy relations）方程,获得故障特征矩阵进而得到故障候选集和可隔离部件集。对于可隔离部件数目有限,提出一种改进型ARR算法。引入非独立ARR方程,提取不确定一致型和确定不一致型ARR方程信息。定义相关信息合并规则精简故障候选集,扩展可隔故障部件集,实现及时准确的检测隔离故障部件。利用实际电路定性模拟基于ARR的制动机系统故障检测算法的有效性。依据系统总体结构,设计系统实现的硬件平台和软件结构。论文研制的基于解析冗余关系的HXD2型机车法维莱制动的测试系统已在太原铁路局湖东机务段HXD2型机车法维莱制动机上进行应用测试,并获得用户的好评。实际应用证明,该系统在保障制动机运行方面是完全可行的、有效的。

关键词：解析冗余关系功率键合图制动机故障特征矩阵

基于键合图模型的解析冗余关系法在传感器布局中的应用

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舰船电子工程 2019年第9期39卷 153-156,165页

作者：林友红海军工程大学舰船综合试验训练基地

传感器布局对系统的故障诊断特性有非常大的影响。基于键合图理论,提出了一种基于解析冗余关系(ARRs)的传感器布局方法。在分析键合图建模原理的基础上,研究了基于系统键合图模型推导系统ARRs的方法,并利用ARRs提取系统故障特征矩阵(FSM... 详细信息

传感器布局对系统的故障诊断特性有非常大的影响。基于键合图理论,提出了一种基于解析冗余关系(ARRs)的传感器布局方法。在分析键合图建模原理的基础上,研究了基于系统键合图模型推导系统ARRs的方法,并利用ARRs提取系统故障特征矩阵(FSM)。最后,以两容水箱为例,利用键合图建模优势,建立了两容水箱系统键合图模型,分析系统ARRs,得到系统故障特征矩阵,并推导得到系统所有满足部件故障可诊断性要求的传感器布局方案,该方法具有模型直观、易于获取系统的故障特征等优点。

关键词：传感器布局键合图解析冗余关系两容水箱