五冗余捷联惯组配置及故障重构技术研究

冗余捷联惯组可以提高运载火箭导航制导系统的可靠性,针对五冗余捷联惯组设计其最优配置方案。方法是基于无故障时系统性能指标函数和发生故障时的导航性能指标函数,对五冗余系统的特殊形态(三正交两斜置结构)进行分析,得到五冗余捷联惯组的最优配置;进一步研究故障发生时对单故障正交轴的重构方法。仿真实例表明,配置方案和重构技术有效,为运载火箭导航制导系统设计提供一种设计思路。     

基于信息熵和Haar小波变换的开关电流电路故障诊断新方法

针对开关电流(SI)电路的故障诊断和定位问题,为进一步提高故障准确率,提出了基于信息熵和Haar小波变换的开关电流电路故障诊断新方法。该方法采用伪随机信号激励经蒙特卡罗分析、Haar小波正交滤波器分解和信息熵及模糊集的计算来实现故障特征的提取,以减少信号的冗余。最后构建故障字典,完成各故障模式的故障分类。对六阶切比雪夫低通滤波器进行了仿真实验验证,获得了100%的故障诊断准确率,与其它方法进行比较,实验结果显示了本文方法的优越性。     

基于差分进化Takagi-Sugeno模糊神经网络的电网故障诊断模型

为有效处理电网故障中存在的不确定性，提出一种基于改进差分进化Takagi-Sugeno模糊神经网络的电网故障诊断模型。该模型基于分布式并行处理的思路，根据配置的继电保护和断路器对每个元件而非整个电网建立相应故障诊断模型。为提高诊断模型的准确性，对差分进化算法的缩放因子和交叉率进行自适应改进，并将改进算法用于优化各模型的前件参数和后件参数。仿真结果表明，与其他神经网络相比，该模型能够成功诊断存在拒动、误动的复杂故障，提高了电网故障诊断的容错性。     

一种改进的残差χ~2检验方法在联邦UKF滤波器中的应用

故障检测和隔离是实现联邦UKF(unscented Kalman filter)滤波器工程应用的关键.针对常规残差χ~2检验法因误警导致无故障子系统被频繁隔离的问题,提出了一种改进算法.该算法采用模糊逻辑和加权平均来处理残差χ~2检验法的检验阈值,可以根据突变信号的大小自动调节检测时间的长短,特别是对不易检测的小幅值突变信号,自动延长检测时间从而利用更多的信息,有效降低了系统的误警率;在此基础上,进一步设计了合理的故障检测控制规则.将改进的残差χ~2检验法应用于多传感器卫星组合导航系统中,仿真结果表明,改进算法有效提高了组合导航系统的稳定性,具有实用价值.     

三重化冗余容错系统的可靠性与安全性分析

本文采用马尔可夫模型,在考虑多失效模式、故障诊断率、维修率及共因失效影响的情况下,对三重化冗余容错系统进行建模。并通过Matlab仿真分析故障诊断率、维修率、共因失效因子对系统可靠性和安全性的影响。     

基于小波变换的磁悬浮轴承冗余位移传感器故障诊断方法

对位移传感器进行故障诊断,采用冗余位移传感器技术,可有效的提升磁悬浮轴承系统的可靠性。针对磁悬浮轴承系统中交叉冗余方式的位移传感器,提出了一种结合硬件冗余和小波分析的磁悬浮轴承传感器故障诊断方法。通过冗余传感器输出值间的数值关系来初步判断系统中是否存在故障传感器,结合传感器输出值经小波变换后的信号中的局部极大值来进一步识别已故障了的传感器,并判断故障类型。基于MATLAB的仿真模型进行了仿真分析。仿真结果表明,提出的方法不仅能有效地识别故障传感器,判断传感器的故障类型,还能为磁悬浮轴承传感器容错控制提供基础。     

加权递推最小二乘的捷联式惯导系统初始对准方法研究

捷联式惯导系统(捷联式惯性导航系统)的初始对准就是确定捷联矩阵的初始值,陀螺与加速度计的误差会导致对准的误差,对准时飞行器的干扰运动也是产生对准误差的重要因素,因此滤波技术对捷联式惯导系统尤为重要.通过研究捷联惯导初始对准的误差模型,提出了将加权递推最小二乘滤波算法应用于捷联式惯导系统的初始对准中,仿真结果表明,该方法估计精度高,收敛速度快.     

基于粗糙集和ANN的模拟电路故障诊断研究

针对传统故障字典法需要精确先验知识且不适合大规模故障诊断的缺点,提出了一种基于粗糙集和BP神经网络的模拟电路故障诊断新方法。首先进行样本数据采集和预处理,并使用定义的粗糙集差别矩阵算法矩阵法对数据进行属性简约,删除冗余信息,得到简约后的特征向量。然后,将简约后的特征向量作为BP神经网络的输入进行训练,最后,将训练好的BP神经网络模型用于故障诊断。仿真实验表明,文中的基于粗糙集属性简约和BP神经网络训练的故障诊断模型,具有较小的训练误差和较高的诊断精度。     

随车起重机变幅液压系统故障诊断仿真

针对液压系统中元件复杂、故障隐蔽性强而造成的诊断难题,提出了基于模型的故障诊断方法,为验证方法的可行性,进一步提出了故障诊断的仿真验证方法,搭建了其仿真模型。以某型随车起重机变幅液压系统的工作原理为基础,分析了变幅液压系统常见故障及故障注入方法,选取换向阀阀芯卡死故障进行诊断,通过阀芯液阻控制模块注入阀芯卡死故障,建立其功率键合图模型;其次,利用扩展遍历路径法生成一组解析冗余关系(ARR)的公式,并推导出阈值计算公式,采用MATLAB/Simulink平台搭建的故障诊断仿真模型计算出系统残差;最终,根据残差估计结果,对带有换向阀卡死故障的变幅液压系统进行诊断。通过诊断结果与初始故障注入对比,以及对随车起重机实验台的故障实验结果分析,验证了基于模型的液压系统故障诊断方法的可行性和高效性,为工程机械液压系统的故障诊断提供了新思路,并为预测液压系统剩余寿命奠定基础。     

面向三维空间的模拟电路故障建模与故障检测

针对模拟电路测试和故障诊断需求,引入复数域的相量分析方法,改进电阻电路的斜率故障模型,实现了动态模拟电路的故障诊断。进一步结合相量圆故障模型,提出了模拟电路3D故障模型,定义了模型的精确数学方程;该模型为3D空间的平行圆环,实现了元件软故障和硬故障的全覆盖,极大提高了模型实用性。电路仿真结果表明,3D模型实现模拟电路元件级故障诊断,有效提高故障检测率和隔离率。