復雜機電裝備故障診斷關鍵技術研究.pdf

1、本文以復雜機電裝備智能故障診斷應用為背景，以Petri網(wǎng)理論與面向?qū)ο蠹夹g為中心線索，綜合運用模糊與概率理論、Petri網(wǎng)理論、面向?qū)ο蠹夹g及仿真技術等對復雜機電裝備故障傳播與故障診斷過程的建模、仿真及應用問題進行了深入的研究。 本文的主要研究內(nèi)容及其成果如下： 1.將用于離散系統(tǒng)建模的高級Petri網(wǎng)技術、模糊與概率理論和面向?qū)ο蟮乃枷脒M行集成，提出一種描述故障傳播與故障診斷過程的模型——模糊概率Petri網(wǎng)(FPPN

2、)，并詳細介紹了這種描述方式的定義、演化形式及其進行故障診斷的推理方式。實踐證明，這種描述方式具有建模復雜系統(tǒng)故障傳播和診斷過程的能力。 2.提出一種適應于FPPN模型的復雜系統(tǒng)故障診斷求解方法，該方法利用Lagrangian松弛法和次梯度優(yōu)化法相結合，求解在某些正常和異?，F(xiàn)象已知的情況下的最大概率故障源集合。該方法避免了組合爆炸問題，能夠適應一定規(guī)模的、基于FPPN模型的故障診斷問題求解。 3.將面向?qū)ο笤O計技術融入復

3、雜系統(tǒng)的建模過程，建立了描述復雜系統(tǒng)故障傳播與故障診斷過程的模型-面向?qū)ο蟮哪：怕蔖etri網(wǎng)系統(tǒng)(FPPNS)。面向?qū)ο笤O計技術增強了模型的可重用性、可擴展性和可維護性，從而使FPPNS模型具有模塊化的特征。FPPNS模型利用對象內(nèi)嵌于Petri網(wǎng)和Petri網(wǎng)內(nèi)嵌于對象相結合的方法，擴展了模型的建模能力和推理能力。 4.提出一種構造復雜Petri網(wǎng)仿真程序的方法，該方法采用面向?qū)ο蟮木幊趟枷耄瑯嫿艘环N面向?qū)ο蟮姆抡嫫?，?/p>

4、采用基于控制層與操作層的仿真控制策略，以類及其實例的方式實現(xiàn)從Petri網(wǎng)結構到程序結構的轉(zhuǎn)換。 5.提出一種基于FPPNS的故障診斷仿真算法，該算法采用庫所對象與變遷對象動態(tài)掃描機制，采用最小下次事件推進原理實時控制兩個對象的狀態(tài)變化，從而實現(xiàn)仿真系統(tǒng)的演化。 6.建立了復雜機電裝備FPPNS模型，對該模型所涉及的對象類進行定義，包括庫所對象類、變遷對象類、FPPN對象類、任務對象類以及命題對象類。構建了復雜機電裝備中

5、故障率較高的對象類FPPN模型。 7.針對復雜裝備保障服務現(xiàn)狀與診斷維護需求，設計了一種基于Web的復雜裝備遠程協(xié)同智能故障診斷系統(tǒng)體系框架，包括系統(tǒng)總體框架結構、邏輯結構以及系統(tǒng)協(xié)同性架構。根據(jù)系統(tǒng)體系框架，設計了系統(tǒng)的信息模型，闡述了各模塊之間的信息交互關系。 8.以復雜機電裝備系統(tǒng)智能故障診斷需求為背景，實現(xiàn)了基于網(wǎng)絡環(huán)境的復雜機電裝備故障診斷系統(tǒng)，并應用于實際故障診斷工作中。該系統(tǒng)采用B/S三層架構，運行于制造企