改进邻域保持嵌入—独立元分析的间歇过程故障检测算法

针对间歇过程数据的非线性和高斯与非高斯混合分布特性导致故障检测效果不佳的问题,提出了基于多向差分邻域保持嵌入—加权差分独立元分析(MDNPE-WDICA)的间歇过程故障检测算法.首先采用Jarque-Bera检验方法(J-B test)将原始数据空间划分为高斯和非高斯子空间;然后,在高斯子空间,将差分策略与NPE算法结合提出MDNPE算法,对高斯空间数据进行维数约简,在保持其局部结构不变的同时处理非线性,并克服传统非线性处理方法由于引入核函数带来的计算复杂的问题;在非高斯子空间,将加权差分策略与IC A算法结合提出WDICA算法,在充分提取数据非高斯信息的同时解决其非线性,并有效利用数据的局部信息;最后,通过贝叶斯推断构建一个新的监测统计量,实现整个间歇过程数据的故障检测.通过青霉素生产过程仿真结果验证了所提算法的可行性和有效性.     

基于WICA-WGNPE的高斯-非高斯联合指标间歇过程监控

许多工业生产过程数据很难满足单一的分布,一般是高斯和非高斯成分共存的混合分布,并且在过程数据的提取中,会隐藏表征故障的有用信息。为了解决高斯与非高斯的混合多分布问题,充分提取过程数据的有效信息,提出一种基于WICAWGNPE的高斯和非高斯联合指标间歇过程监控方法。首先采用WICA算法提取非高斯成分;然后对提取非高斯成分后的残差使用WGNPE方法来得到高斯成分;最后基于非高斯-高斯两步策略确立监控模型并求得统计量,对非高斯与高斯统计量进行加权,从而得到混合模型的联合指标以实现过程监控。将该算法用于青霉素发酵过程和半导体实际工业过程来验证所提算法的有效性。     

基于核熵成分分析结合独立元分析的故障检测方法

针对工业过程具有多变量、非线性、非高斯等特点,提出了一种基于核熵成分分析与独立元分析的(KECA-ICA)的故障检测方法。首先通过核熵成分分析对数据进行降维,保证了信息量损失最小;然后对熵成分的得分矩阵进行ICA分解,并根据监测量SPE和I2的状态判断系统是否发生故障。通过对TE(Tennessee Eastman)过程的仿真研究,验证了该方法的可行性与有效性,并且对检测效果的鲁棒性能进行了分析。     

基于MCMC粒子滤波的GPS接收机自主完好性监测算法研究

提出将马尔可夫蒙特卡罗方法与标准的粒子滤波算法有机结合应用于接收机自主完好性监测(RAIM)中.通过状态观测概率密度似然比方法建立一致性检验统计量进行卫星故障的检测与隔离.对算法进行了数学建模,描述了算法的流程.通过实测数据验证,结果表明,该方法在非高斯测量噪声情况下可以对状态进行精确的估计,成功检测和隔离故障卫星,克服了卡尔曼滤波的RAIM算法在处理非高斯测量噪声时性能下降的问题,从而验证了MCMC粒子滤波在接收机自主完好性监测中的有效性.     

基于迭代多模型ICA-SVDD的间歇过程故障在线监测

采用多向主元分析的间歇过程故障监测方法需假设过程数据严格服从高斯分布,而且要对监测批次的测量未知值进行预测,这在一定程度上限制了其应用范围.为此通过建立迭代的多模型序列,不仅有效地解决了测量未知值的预测问题,而且考虑了各个间歇过程时间片之间的关联信息.同时,利用独立成分分析方法提取出过程的非高斯信息,通过引入支持向量数据描述方法对独立成分进行进一步建模,实现非高斯特性下的间歇过程故障在线监测.通过一个实际的半导体制造过程的实验研究,表明提出的新方法可以更有效地处理间歇过程数据信息.     

基于角结构统计量的MKECA间歇过程故障监测

针对间歇过程复杂非线性的特点,提出一种基于角结构统计量的多向核熵成分分析(MKECA)间歇过程监测方法。该方法首先将间歇过程数据进行标准化预处理,然后采用KECA提取间歇过程数据的主成分矩阵。研究表明,经过KECA投影后的主成分数据具有良好的角结构,因此利用主成分矩阵构造基于角结构的统计量,并且采用核密度估计算法计算其控制限。与传统的统计量相比,无需假设过程变量服从高斯分布。最后通过青霉素发酵的仿真平台和大肠杆菌实际生产过程验证,实验结果表明,相比于传统MKPCA方法,能够有效利用主成分的结构信息,明显降低了故障的误报率、漏报率。     

基于核独立元分析的工业故障检测

独立元分析(ICA)是从多个源信号的线性混合中分离出源信号的技术,是一种基于信号高阶统计特性的算法。但对于处理非线性变化信号有一定的局限,核独立元分析(KICA)方法能够很好地解决这个问题,该方法主要结合了核主元分析(KPCA)和独立元分析(ICA)的优点,是在线故障检测的一种非线性算法。该算法利用工业过程中多仪表在正常工作下的历史数据建立故障检测模型,通过监控检测统计量是否超出阀值控制限来进行故障检测。使用TE(Tennessee Eastman)过程数据进行仿真来验证此算法的有效性。     

采用高阶统计和模糊聚类的阀门黏滞故障检测

针对气动调节阀存在的黏滞非线性故障,提出了一种采用高阶统计(HOS)和模糊聚类的阀门黏滞故障检测方法。首先,利用基于高阶统计量的非高斯性指标(NGI)和非线性指标(NLI)检测控制回路是否包含非线性环节;再根据黏滞阀门的输出输出特性设计检测算法,采集回路数据进行模糊聚类,以获取的聚类中心位置特征为基础,给出黏滞存在的判断依据并量化黏滞大小。通过计算机仿真和工业数据分析,验证了所提方法的有效性和实用性。     

改进KICA带钢热连轧过程故障检测方法研究

针对传统的FastICA算法对初始权值的敏感性,以及带钢热连轧工业过程数据间呈现非线性和非高斯性的问题,提出一种基于改进的快速核独立元分析(FastKICA)方法进行故障检测.该方法首先对原始数据进行小波包去噪,利用核方法对数据进行特征重构,使数据线性结构化,引入超松弛因子改进FastICA初始权值的选择机制,提取更合理的独立元信号,并且计算相应的统计量和控制限.选用带钢热连轧工业过程实测数据进行仿真,与传统的FastKICA方法相比较,结果证明,基于超松弛因子改进的FastKICA故障检测的方法准确率更高,验证了该方法的有效性和优越性.     

基于变量分块的 KDLV-DWSVDD 间歇过程故障检测算法研究

非线性动态间歇过程中,测量变量存在不同的序列相关性,且变量间的交叉相关性会体现在不同的采样时刻上,然而传统检测方法没有考虑这种变量间的相关性,通常将所有变量视为独立或相关关系进行特征提取,不能充分提取到故障信息的特征,造成监测效果不佳。因此,提出一种基于变量分块的核动态潜变量-动态加权支持向量数据描述(KDLV-DWSVDD)间歇过程故障检测算法。首先,通过求取变量间的互信息值(MI)将变量分为相关与独立两个变量子块;然后,通过KDLV算法将相关变量子块分为动态部分和静态部分,对动态部分建立向量自回归模型进行监测,对静态部分采用邻域保持嵌入(NPE)算法进行监测;独立变量子块中自变量的动态信息可通过DWSVDD算法进行提取;最后,通过KDLV-DWSVDD算法建立监控统计量进行故障检测。所提算法在青霉素发酵仿真过程中平均故障检测率可达90.38%,相较对比算法提高了近15%,半导体实际工业过程也证明了所提算法对于间歇过程故障检测的可行性和优越性。     

Minimal Realization of Linear Graph Models for Multi-physics Systems

An engineering system may consist of several different types of components,belonging to such physical"domains"as mechanical,electrical,fluid,and thermal.It is t...     

On the Relation of Load to Average Gap in the Contact Between Surfaces with Longitudinal Roughness

A computer simulation model for the contact between longitudinally-oriented rough surfaces has been formulated. This model closely duplicates the actual surf ace contact deformation behavior by taking into account the elastic interactions between the asperities. There were no assumptions made about the shapes, or any deformation behavior of the asperities, except for their obeying the laws of elasticity. The plastic deformations on the high asperity peaks were taken into account by setting a ceiling on their contact pressures at the material hardness value. The simulations used real surface profiles which were digitized from unworn circumferentially ground steel surfaces. Each pair of these profiles was mathematically combined to form an equivalent rough profile pressing against an infinitely rigid flat and having the appropriately adjusted elastic modulus. A total of 28 different pairs of profiles were used in the simulations. Each contacting pair was subjected to 30 different load levels and the local contact pressures and deformations were calculated. The contact simulations yielded some important mathematical relationships between parameters, such as the real area of contact, average gap, and average asperity load through statistical curve fitting. Two analytical functions were generated to relate the average load to average gap and the real area of contact to load.     

三绕组变压器的双绕组等效建模及在Matpower中的应用

针对实际电网存在着大量的三绕组变压器,但国际上一些著名商业软件,如BPA仿真软件、Matpower这一权威潮流计算开源软件,均只提供双绕组变压器模型,限制了其在具有三绕组变压器的电力系统中的应用的问题,潮流计算是自主开发的电力系统各种应用软件的核心模块,因此依托国际权威开源程序进行二次开发,是一种较好的选择。对Matpower要求的数据格式进行了归纳,对变压器的一般的等值电路及带理想变压器的等值电路和带标幺值的等值电路进行了分析研究,提出了三绕组变压器转换为双绕组等效模型的建模方法,使得原先只适应双绕组变压器的潮流计算软件可以适用于三绕组变压器电网的潮流计算;最后以Matpower软件为例进行了案例计算,并用PSASP仿真软件进行对比验证。研究结果证明,所提出的建模方法是有效的。     

Quantum Cooperative Robotics and Autonomy

The intersection of Quantum Technologies and Robotics Autonomy is explored in the present paper.The two areas are brought together in establishing an interdisci...     

电站锅炉模糊风险评价方法研究与应用

针对电站锅炉风险等级评价问题,将模糊综合评价技术应用到电站锅炉风险等级评价中。开展了电站锅炉失效影响因素及模糊评价因素的重要程度分析,建立了一套科学合理适于在线评价的电站锅炉风险评价体系,提出了模糊综合评价技术与改进的模糊层次分析法相结合的模糊风险评价方法,利用改进的模糊层次分析法计算了指标体系中各层指标权重。对某一台电站锅炉的实际运行工况影响子因素进行了模糊风险评价,采用模糊合成算子进行模糊综合运算得到电了站锅炉运行工况影响子因素的评价向量。研究结果表明:电站锅炉的运行工况影响子因素的风险评价等级为第6级,失效可能性等级为小,该电站锅炉运行工况良好。     

考虑进油孔有限长滑动轴承油膜力的近似解析解

针对具有进油孔的有限长滑动轴承油膜力求解问题,采用变分原理和分离变量法,求得了有限长滑动轴承油膜压力分布的近似解析表达式。将油膜压力分布的近似解析表达式在油膜存在区域上进行积分,即得到了油膜力。将提出的计算有限长滑动轴承油膜力方法与无限长轴承模型、有限元方法的计算结果进行了比较,发现了提出的方法与有限元方法的计算结果很接近。最后,研究了进油孔位置和进油压力对油膜存在区域、油膜力等的影响,研究结果表明进油孔位置和进油压力对油膜存在区域和油膜力有较大的影响。     

INTEGRAL EQUATION METHOD＇S APPLICATION IN HOLE-EDGE STRESS OF COMPOSITE MATERIAL PLATE WITH DIFFERENT SHAPED HOLES

The strength of composite plate with different hole-shapes is always one of the most important but complicated issues in the application of the composite material. The holes will lead to mutations and discontinuity to the structure. So the hole-edge stress concentration is always a serious phenomenon. And the phenomenon makes the structure strength decrease very quickly to form dangerous weak points. Most partial damage begins from these weak points. According to the complex variable functions theory, the accurate boundary condition of composite plate with different hole-shapes is founded by conformal mapping method to settle the boundary condition problem of complex hole-shapes. Composite plate with commonly hole-shapes in engineering is studied by several complex variable stress fimction. The boundary integral equations are founded based on exact boundary conditions. Then the exact hole-edge stress analytic solution of composite plate with rectangle holes and wing manholes is resolved. Both of offset axis loadings and its influences on the stress concentration coefficient of the hole-edge are discussed. And comparisons of different loads along various offset axis on the hole-edge stress distribution of orthotropic plate with rectangle hole or wing manhole are made. It can be concluded that hole-edge with continuous variable curvatures might help to decrease the stress concentration coefficient; and smaller angle of outer load and fiber can decrease the stress peak value.     

Fifth International Summer School on Screw-Theory Based Methods in Robotics

正3-11 September,2014University of Bologna,Bologna,Italy www.summerscrews.org summerscrews2014.ing.unibo.it SUMMER 20SCREWS 14In 2014,our screw-theory school comes to the world's oldest university.In early September,Summer Screws'14 will gather six experts in the application of screw theory in robotics and up to 40 participants at the University of Bologna,Bologna,Italy.The school will teach attendees how to apply existing methods and empower them to develop new ones in their own research.The basic theoretical notions will be introduced in a rigorous manner,emphasizing examples,applications,and exercises.Scholarships are available.     

交通荷载作用下桥梁结构参数识别方法

应用动力节点加载法,将作用在桥梁上的交通荷载转化为等效节点荷载,再用两步构造法识别结构物理参数.第1步,用Newmark-β方法变换结构运动方程,并用结构的加速度响应求得变换空间内的位移、速度和加速度响应;第2步,基于最小二乘原理,构造出变换空间内求解结构参数的递推式,进行结构物理参数识别.数值模拟结果表明,在交通荷载作用下,该方法能够快速、准确地进行桥梁结构参数识别.     

Short-Term Relay Quality Prediction Algorithm Based on Long and Short-Term Memory

The fraction defective of semi-finished products is predicted to optimize the process of relay production lines, by which production quality and productivity ar...