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第4章 智能故障诊断的控制策略

发布时间:2019-07-03 04:18 来源:未知 编辑:admin

  第4章 智能故障诊断的控制策略_广告/传媒_人文社科_专业资料。重庆大学智能故障诊断课程PPT

  第四章 智能故障诊断的控制策略 1. 2. 3. 4. 5. 瞬时故障的消除 多模块并行诊断决策 故障自适应学习控制 故障自适应补偿控制 故障自适应重构控制 1 1. 瞬时故障的消除 故障类型 故障结果 持续时间 故障原因 故障修复 永久故障 瞬时故障 系统功能失效并导 一般不会导致系统故 障 致系统故障 很长 很短 设备元部件的物理 环境干扰或内外部条 性能恶化所致 件变化所致 不能自行修复, 可能自行修复, 不能自行修复,需 可能自行修复,不一 定更换部件 更换部件 2 瞬时故障的消除策略 1)循环采样技术 循环采样技术:将信号的一次采样改为循环采 循环采样技术 样,通过对采集数据的类比分析,消除瞬时故障 2)自动补偿技术 自动补偿技术:采用特殊结构和特殊装置组成 自动补偿技术 补偿器,抵消瞬时故障影响,如温度补偿器 3)自动切换技术 自动切换技术:设备运行中出现瞬时过载等不 自动切换技术 安全情况时,使设备有关部分或全部停止运行,消 除瞬时故障影响和保护设备,如切换开关、熔断器 4)阻尼技术 阻尼技术:设备运行中出现过载物理量时,对 阻尼技术 其加以限制或衰减,消除瞬时故障影响,如电感器 抑制过电压、减震器吸收振动冲击等 3 瞬时故障的消除策略 5)旁路技术 旁路技术:把瞬时过载能量或不需要的物理量 旁路技术 从旁路泄走,如低阻通路将瞬时过载电能旁路到大 地、过流阀旁路掉液压或气动系统能量等 6)屏蔽技术 屏蔽技术:把瞬时故障的效应屏蔽起来,以消 屏蔽技术 除瞬时故障的影响,如碳纤维或形状记忆合金等 7)隔离技术 隔离技术:通过设计瞬时故障隔离器来消除瞬 隔离技术 时故障的影响,如电磁隔离等 4 2. 多模块并行诊断决策 多模块并行诊断决策:即对同一种故障信息, 多模块并行诊断决策 用不同的诊断模块进行识别,若结果相同或 基本相同,则认为诊断成功,并根据故障性 质和故障特征,调用相应的容错模块对故障 进行容错控制;若诊断结果差异较大,则可 采用表决方法对结果作出判断。 5 2.1 单输出对象诊断策略 离线辨识:在不同工作区段取代表性工作点激励对 象,产生多组训练数据,离线训练各子模型; 在线控制:用实际输入输出数据,对各子模型控制 器进行自适应权值修正;切换到适合的子模型作为 当前状态的控制器,得到当前的控制输入。 模型切换:根据期望输出判断下一时刻系统处在哪 根据期望输出判断下一时刻系统处在哪 个子模型控制器的控制域内,以此切换模型。 个子模型控制器的控制域内,以此切换模型。同时, 应避免切换振荡与输出不确定: 扩大训练域冗余,使相邻训练域相互重叠 在总的工作范围内离线训练一个网络模型做过渡用 6 2.2 多输出对象诊断策略 模型区域划分:多输出系统多模诊断的关键在于模 关键在于模 型区域的划分和切换判断。此时,不能仅根据输出 型区域的划分和切换判断 所在的一维区域进行划分,可以通过聚类方法划分 通过聚类方法划分 样本空间进行子模型训练,切换时可采用: 样本空间进行子模型训练,切换时可采用 选择包括当前系统状态的子模型作为控制器 将当前输入与各子模型工作空间的隶属度作为权值,各 子模型都对输出进行加权贡献 离线子模型训练:基于聚类算法(如K-Means) 对样本分类,用分类后的样本子集训练各子模型; 在线控制:用实际输入对各子模型的隶属度为权值, 对各子模型输出加权,得到当前的控制输入。 7 3. 故障自适应学习控制 设备运行中:1)内、外部因素的作用,常 使故障发生的规律有所不同;2)故障与征 兆间的相关性表现为,一种故障可能引起多 个征兆,而一种征兆又可对应多种故障 根据环境条件的变化,可采用自动修改模糊 诊断矩阵权系数的自适应学习控制策略 8 自适应学习控制原理 当智能控制器根据原有知识所产生的决策对监控对 象前馈和反馈控制器的修改已无法使系统达到满意 性能时,利用环境信息,启动学习模块对智能控制 模块中的知识自动更改,排除无用知识,加入有用 知识,自动修改权系数,就可实现故障自学习控制 故障自适应学习控制系统结构图 9

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