基于SDG模型的故障诊断技术
基于复杂网络理论的符号有向图(SDG)化工故障诊断
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2016年第35卷第5期·1344·化 工 进 展基于复杂网络理论的符号有向图(SDG )化工故障诊断王政1,孙锦程1,王迎春1,姜英1,贾小平2,王芳2(1青岛科技大学化工学院,山东 青岛266042;2青岛科技大学环境与安全工程学院,山东 青岛266042) 摘要:化工过程系统的大型化和复杂性,仅通过常规方式来描述故障机理越来越受到限制。
本文以流程图建模法构建的符号有向图(signed directed graph ,SDG )故障模型为基础,将化工过程系统抽象为网络拓扑结构,通过对网络模型的统计特征描述,判断网络的复杂性、小世界性和无标度性,进而以复杂网络中心性理论定量计算网络中各个节点的重要性,分析比较各指标来确定网络中的核心节点,并通过Capocci 算法对网络进行社团结构的定量划分,最后以网络中的核心节点确定化工过程中易引起安全事故的关键变量,并用社团划分的结果绘制出化工故障诊断模型的关键路径,确定重点监测部位。
案例应用结果表明:该方法可行,为化工过程系统中故障节点和监测提供了新的解决思路,丰富了化工过程故障诊断和预防控制的相关理论。
关键词:化工流程;SDG ;复杂网络;故障诊断中图分类号:X 92 文献标志码:A 文章编号:1000–6613(2016)05–1344–09 DOI :10.16085/j.issn.1000-6613.2016.05.013Research on chemical process signed directed graph(SDG) fault diagnosisbased on complex networkWANG Zheng 1,SUN Jincheng 1,WANG Yingchun 1,JIANG Ying 1,JIA Xiaoping 2,WANG Fang 2(1College of Chemical Engineering ,Qingdao University of Science and Technology ,Qingdao 266042,Shandong ,China ;2College of Environment and Safety Engineering ,Qingdao University of Science and Technology ,Qingdao266042,Shandong ,China )Abstract :C hemical process systems are large scale and complex. It was limited to describe the fault only through conventional model. This paper based on the SDG (signed directed graph )fault model which constructed with flow modeling method and made the chemical process system abstract the network topology. We described the network model statistical characteristics and judged the network characteristic of complexity ,small world and scale-free. The centrality theory was used to quantitatively calculate the importance of each node in the network. Then, those indexes compared to determine the core node in the network, as well as the community with the Capocci algorithm for network structure quantitatively. Finally, we used the core node of the network to determine the chemical process key variables that easy to cause safety accidents. The result of the community partition maps out the protected path for the chemical fault model. The key monitoring area was identified. Results showed that the proposed method can find the fault nodes of chemical process system and the place that need to be monitored and controlled ,which can then be used as a support in fault diagnosis and preventive controls.Key words :chemical process ;signed directed graph ;complex network ;fault diagnosis第一作者及联系人:王政(1968—),男,博士,副教授,硕士生导师。
动态概率sdg模型及复杂化工过程故障诊断方法研究
动态概率sdg模型及复杂化工过程故障诊断方法研究近年来,随着行业的发展和技术的进步,复杂诊断技术得到了广泛的应用,其中动态概率sdg模型及其复杂过程故障诊断方法成为研究热点。
sdg模型是一种可以展示故障情况的模型,它可以在复杂工业过程中,通过对多种变量以及其关系的计算,诊断故障原因,有效改善了维护费用和安全状态。
并且,sdg模型还可以帮助企业发现隐藏的故障或风险,从而使企业更有效地进行管理和控制。
本文将讨论sdg模型及其复杂过程故障诊断方法的理论原理及其应用研究。
首先,介绍sdg模型的构造原理,理解sdg模型如何模拟复杂过程中的故障情况;其次,介绍sdg模型在复杂过程故障诊断方法中的应用,分析故障可能的原因;再次,介绍故障诊断方法的应用案例,及其优缺点,探讨sdg模型的未来应用前景。
sdg模型是一种具有概率特征的模型,它可以基于故障产生的不同概率来表征和诊断故障。
sdg模型是模拟复杂过程的多种变量间的关系,通过构建一组独特的概率分布,来模拟复杂过程中的故障情况,从而实现故障诊断。
首先,过静态拓扑图,把复杂过程中的变量、控制参数、外部输入以及复杂关系等系统参数描述出来,然后利用动力学分析有效地求解复杂系统的动态行为,最后,把模型扩展到动态概率模型,以表征故障情况的发生概率。
sdg模型的应用可以让企业更高效地分析过程中的故障,并采取有效的控制措施,进而降低企业的维护成本和提高安全性。
比如,利用sdg模型可以进行系统控制策略的优化,可以预测系统可能出现的故障,也可以在一定程度上减轻系统的风险。
值得注意的是,sdg模型只能针对单个系统进行故障诊断,对于多系统间的协同工作并不能很好地支持,因此,sdg模型在实际应用中还需要进行改进,以更好地支持复杂系统的诊断工作。
以上,就是有关sdg模型及其复杂过程故障诊断方法的综述。
sdg 模型的应用可以很好地支持复杂过程中的故障诊断,具有很强的实用性,但仍有待进一步发展和改进,而今后,sdg模型应用于复杂过程故障诊断方法的前景也是可期的。
动态概率sdg模型及复杂化工过程故障诊断方法研究
动态概率sdg模型及复杂化工过程故障诊断方法研究近年来,复杂的过程工程技术在工业生产中得到应用,解决了许多复杂的问题。
然而,这种复杂的工程技术也带来了新的问题,比如故障诊断。
故障诊断是指检测和识别过程中发生的故障,并分析故障的原因,对故障原因进行处理,以保证过程的有效可靠性。
因此,如何准确快速地进行故障诊断成为当前研究的重点。
为了解决复杂过程故障诊断问题,研究人员逐渐采用动态概率sdg模型来模拟复杂过程故障诊断。
动态概率sdg模型是一种基于概率网络技术的动态诊断模型,可以对复杂过程中可能发生的故障进行有效的模拟和诊断。
该模型可以通过建立不同故障情况的状态概率网络模型,然后进行模拟计算,实现对复杂过程中的可能故障情况的准确诊断。
此外,研究人员还研究了基于动态概率sdg模型的复杂过程故障诊断方法。
在实践中,他们首先建立复杂过程的状态概率网络模型,然后进行状态概率网络模型的分析,最后利用复杂过程的状态概率网络模型计算出该复杂过程中可能出现的故障组合。
据此,进行故障诊断,检测出该复杂过程中可能出现的故障组合,并根据分析结果进行故障处理,进而解决复杂过程故障诊断问题。
动态概率sdg模型及复杂过程故障诊断方法都是复杂过程故障诊断领域内最先进最有效的方法。
然而,目前还存在一些问题,例如,缺乏一个有效的状态概率网络模型建模方法,以及有效的故障诊断方法和实现方法,以充分发挥其功效。
因此,对于动态概率sdg模型及复杂化工过程故障诊断方法研究,应该进一步深入探讨,制定一些新的模型和方法,以实现有效的复杂过程故障诊断。
本研究将利用数据挖掘技术,对复杂过程故障数据进行分析,进而建立有效的复杂过程故障诊断模型。
同时将采用机器学习方法,利用现有的复杂过程故障数据,建立一个有效的故障诊断系统,以更有效地识别和处理复杂过程中可能出现的故障。
值得一提的是,动态概率sdg模型及复杂过程故障诊断方法也可以用于提高复杂过程的可靠性,使过程工艺更加有效。
基于SDG模型的故障诊断技术
是否偏离正常状态的上下限的界限值 , 它 的选 择对 诊断分辨率 反向推理是在 S D G 已知的瞬态样本中进行。
的高低有着直接的影 响。
5 S DG故 障诊 断方法
实际系统 中, 多个故障同时发 生的可能性远 远小于单故障
模型的建模方法, 推理机制以及利用S D G 模型进行故障诊断的步骤 。 详细阐述了 s D G 故障诊断技术的发展过程和各 阶段的进展 。 最后, 分析
了s D G 故 障诊 断的优缺 点 及其 改进 方法 关键词 : 自 动控 制技 术 ; 故 障诊 断; 符 号有向图 .
把方程 中的 “ = ” 号改为向左箭头 “ 一” , 从 现代 工 业 生产 的机 械设备 正朝着 大型 化、复 杂化 、 高速 影响还是减量影 响; 根据影 响方程 组直接 可以得 化、系统化 、自动化 和大功 率方 向发展 , 生产系统 本身的规模 而将代 数方 程转化 为影响 方程 ,
界, ”表示变量 等于或小于阈值下界,“ 0 ” 表示变 量处于正 取分 级或分布 式推理 的策 略。 S D G 的推 理机制主要有正 向推理
常工况 。 其 中, 阈值 是经过合理 选择后得 到的判断各节点变 量 和反向推理两种。 正 向推理 的前提是S D G  ̄ ) r 有 节点的状态未 知,
技术应用 ・
基于S DG模型 的故障诊 断技术
梁美丽( 山 西轻工 职业技 术学院, 山 西 太原 0 3 0 0 1  ̄
摘 要 : 本 文介 绍 了 基于符 号有向 图 ( S i g n e d D i r e c t e d G r a p h ) 模 型 的故 障诊 断技 术 的原理 ,  ̄@ S D G 模型 中节点和支路 的物理 意义 , S D G
基于SDG模型的故障诊断专家系统
基于SDG模型的故障诊断专家系统
刘长龙;马昕;张贝克
【期刊名称】《计算机工程》
【年(卷),期】2009(035)019
【摘要】针对现代流程工业的特点,利用符号有向图模型(SDG)对化工生产工艺流程进行建模,运用SDG的推理能力,将其因果图转化为产生式规则,获得对整个生产流程的规则描述.根据SDG模型推理结果的特点提出一种可行的故障诊断专家系统设计方案,将得到的规则存入专家系统知识库,进行基于征兆的前向推理故障诊断.应用结果表明该种方法的有效性与可行性.
【总页数】4页(P233-235,253)
【作者】刘长龙;马昕;张贝克
【作者单位】北京化工大学计算机模拟与系统安全工程研究中心,北京,100029;北京化工大学计算机模拟与系统安全工程研究中心,北京,100029;北京化工大学计算机模拟与系统安全工程研究中心,北京,100029
【正文语种】中文
【中图分类】TP182
【相关文献】
1.基于SDG模型的故障诊断技术 [J], 梁美丽
2.基于模糊分层SDG模型的故障推理方法 [J], 杨恒占;张可;钱富才
3.基于符号模型检测的SDG模型可诊断性验证 [J], 宁宁;张骏;高向阳;薛静
4.基于对象模型的数字电路故障诊断专家系统:数字电路框架模型 [J], 吴翰声;张端仪
5.基于SDG模型的AMT重型越野车离合器接合过程故障诊断 [J], 刘海鸥;孟冬梅;苗成生;席军强;彭建鑫
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
基于SDG深层知识模型的电站热力系统故障诊断方法
基于SDG深层知识模型的电站热力系统故障诊断方法曹文亮;王兵树;马永光;马良玉【期刊名称】《华北电力大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2005(032)005【摘要】鉴于符号有向图(Signed Directed Graph,SDG)深层知识模型的推理方法是一种完备的揭示系统故障的有效方法,提出将基于SDG的方法应用于电站热力系统的故障诊断中.应用该方法首先建立了除氧器系统的SDG模型,然后根据各个故障根源得出系统的子SDG模型,最后根据这些子图导出除氧器的故障诊断规则库.诊断时,通过将系统变量的定量值转换为定性值,将实际故障工况与所建立的故障规则进行比较,得到故障源的定性诊断结果.案例研究表明,该方法具有较好的解释性和诊断的快速性,且能有效解决仿真培训过程中误操作自诊断问题.【总页数】5页(P79-83)【作者】曹文亮;王兵树;马永光;马良玉【作者单位】华北电力大学,控制科学与工程学院,河北,保定,071003;华北电力大学,控制科学与工程学院,河北,保定,071003;华北电力大学,控制科学与工程学院,河北,保定,071003;华北电力大学,控制科学与工程学院,河北,保定,071003【正文语种】中文【中图分类】TP206.3【相关文献】1.基于SDG-QTA的一回路冷却剂系统故障诊断方法研究 [J], 杨光;钟小军2.基于特性曲线的电站热力系统故障诊断方法 [J], 胥建群;孙友源;杨涛;周克毅;石永锋;司徒有功3.一种基于Petri网和SDG的车门系统故障诊断方法 [J], 刘二林;彭玮;陈丽涵4.基于改进SDG的电站热力系统故障诊断方法研究 [J], 曹文亮;王兵树;马良玉;张冀;高建强5.基于符号定向图(SDG)深层知识模型的定性仿真 [J], 吴重光;夏涛;张贝克因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
sdg方法
SDG方法阐述与分析
SDG(signed directed graph)方法即符号有向图方法是基于模型的定性方法,描述过程系统的物理关系,建立个设备变量、过程变量之间的定性关系,模型易于修改更新用于化工过程故障预警、诊断方面。
1、基于SDG方法的故障诊断
其采用带符号的有向图来描述复杂系统,通过SDG图上的已知信息搜寻产生下游节点发生扰动的可能故障源。
上图为3节点因果图反应SDG基本原理ABC三个系统可测变量的节点通过支路连接有向支路代表节点之间的关系,实线表示初始对于结果有正影响虚线为减量关系。
通过对相容通路的向下推理可以判断出下游节点的变化趋势,对潜在故障点进行预测,同理反向推理可以预测出故障源
2、时序过程片段提取
时序过程片段提取是定性趋势分析方法(qualitative trend analysis,QTA)的主要步骤之一。
这是一种基于历史数据的时间推理个形状分析方法,常用于慢过程的诊断和控制。
时序过程片段提取分为两个步骤
1.实时趋势提取:首先强实时数据在线分割成线性片段,讲数据表示为连续区间的形式。
2.判断在线线性片段所属的时序线性片段
过程趋势的最简单时序过程片段为以下七种之一
3、基于时序过程片段分析的SDG
将QTA的前期数据处理直接嵌入到SDG模型节点中,查看是否有节点当前时刻值超过安全阈值
叶一益1905120229
张毅1905120231
杨杨1905120228
李福霖1905120217
张羽翚1905120232。
基于SDG-QTA的核动力装置故障诊断技术研究
摘 要 :通 过 对 核 动 力 装 置 进 行 在 线 状 态 监 测 与故 障 诊 断 研 究 ,帮助 操作 人 员 及 时 了 解 核 动 力 装 置 的 运 行
状 态 和事 故 进 程 ,有 助 于 操 作 人 员 进 行 正确 操 作 ,防止 事 故 进 一 步 恶 化 。符 号 有 向 图 (SDG)能 很 好 地 展
W U Guo—hua ,LIU Yong—kuo 一 ,XIE Chun—li。,PENG Min—j un ,DUAN Zhi—yong
(1.Fundamental Science on Nuclear Safety and Simulation Technology Laboratory,
示 出复 杂 系统 变量 之 间 的关 系 ,同 时具 有 建 立 模 型 简 单 、推 理 灵 活 等 优 点 。本 文 采 用 SDG 对 核 动 力 装
置 进 行 故 障诊 断研 究 。 首先 ,将 定 性 趋 势 分 析 (QTA)和 阈值 法 结合 对 核 动 力 装 置 进 行 状 态 监 测 。 然 后 ,
中 图分 类 号 :TL364
文 献标 志 码 :A
文 章 编 号 :1000—6931(2O16)08—1467-07
doi:10.7538/yzk.2O16.50.08.1467
R esearch on Fault D iagnosis
Based on SDG—QTA in Nuclear Power Plant
Abstract: Research on online process m onitoring and fault diagnosis (FD ) in nuclear power plants(NPPs) helps operator tim ely know the state of system and do accurate operation in case of accident deterioration. The signed directed graph (SDG )can show the com plex relationship between param eters and has advantages of establishing model conveniently,flexible inference and SO on. So the SDG w as adopted for FD in the paper. Firstly,the combination of qualitative trend analysis (QTA) and threshold was applied to process monitoring. Secondly,the SDG was utilized for FD and revealed the fault
动态概率sdg模型及复杂化工过程故障诊断方法研究
动态概率sdg模型及复杂化工过程故障诊断方法研究
近年来,由于复杂化工过程的不断发展,工业生产系统对故障诊断技术的需求在不断增加。
由于传统的诊断技术在故障检测、定位和诊断结果的准确性等方面存在不足,采用动态概率sdg模型技术,开展复杂化工过程故障诊断方法研究,成为当前检测定位领域研究的重点之一。
动态概率sdg模型是由概率图结构和对应的sdg模型构成的一种故障检测模型,简单明了。
动态概率sdg模型可以有效求解复杂化工过程中的技术参数,以全面描述复杂化工过程。
此外,动态概率sdg 模型还可以通过诊断方法提供复杂化工过程的故障定位、诊断建议等问题。
为了验证动态概率sdg模型对复杂化工过程故障诊断的有效性,本文针对一个典型的钢铁厂进行了实验研究。
首先,根据当前典型工序的实际情况,采用动态概率sdg模型构建了模型特征参数,以描述复杂化工过程;其次,利用诊断方法计算了当前工序的故障定位、诊断建议等结果;最后,利用实验数据对动态概率sdg模型进行了验证,结果表明:动态概率sdg模型可以有效检测复杂化工过程中的故障,而且定位准确,诊断建议可靠,有效提高检测定位的准确性。
综上,动态概率sdg模型作为一种新型技术可以有效改善复杂化工过程的故障检测、定位和诊断结果的准确性,为复杂化工过程提供了贴切的解决方案。
因此,今后需要继续开展动态概率sdg模型技术的相关研究,l在行业中实现更广泛的应用。
基于SDG方法的环管反应器故障诊断
物 理变 量 , 流量 、 如 液位 、 温度 、 力 及组成 等 。节 压
点 之 问的 有 向支 路 表示 节 点 之 间 的定 性 影 响 关
系 。箭 头上游 节 点 称 为初 始节 点 , 游 节 点 称 为 下 终 止 节 点 。 于 一般 的 定性 分 析 时 , 点 的 状 态 用 节
是 描述 大规模 复 杂 系 统 的 一 种有 效 方 式 , 过 节 通
点 和有 向支路 表示 系统 变量 或局 部变量 之 间 的 因
果 影响关 系形 成 的一 种 定性 络 模 型 , 用 推 理 利
搜 索相 容通路 , 找 出故 障 源 或 推测 出可 能 的 不 寻 利 后果 , 为研究 故 障 的传 播 规 律 和及 时 地 发 现 故 障源提 供依 据 。 由 于利 用 S G方 法 进 行 故 障诊 D 断可以明确的表述 出故障源和故障传播 路径 , 而 且 建立 S G模 型需 要 的信 息较 少 , D 因而 S G方 法 D
依 据工 厂生产 工艺 流程 图和丙 烯 聚合过程 操 作经
验建 立 S G模 型 , 设 计 进 行 了审 查 , D 对 辨识 出 了
环 管反应 器装 置 在 生产 运 行 过 程 中潜 在 的危 险 ,
o—()+) …o _ (_ _
图 2 水 槽 S G 模 型 D
, 、 — — 系 统 的流 量 ; Lc — 系 统 的 液位 器 。 I—
找 出 了各 种 报警 点 ( 障 ) 有 可 能 的故 障传 播 故 所
路径 , 出 了设 备 运 行 过程 中可 能 存 在 的安 全 隐 指
患。
1 S G 模型 及其 定义 D
常用 3级方 式 , 即可能 取 “+” “一” “ ” 、 和 0 状态 中 的一种 。其 中某 个 节 点 取 “+” 表 示 超 过 了 允 值 许 的上 限 ; 取“一” 值表 示低 于 允许 的下 限 ; “ ” 取 0
一种基于 SDG 和数据重构的故障诊断方法
一种基于 SDG 和数据重构的故障诊断方法王毓;杨煜普;屈卫东【摘要】针对传统的基于贡献图的多元统计方法中变量贡献值不能真实反映故障原因的不足,提出一种基于符号有向图(SDG)模型和数据重构的故障诊断方法,该方法使用平方预测误差(SPE)和累积和( CUSUM )统计量进行故障检测,通过在故障发生时对SDG的所有相容路径方向的样本数据进行重构,重构后残差变化最大的方向被认为是故障的传播方向,该方向上的起始节点为导致故障的原因变量。
通过在TEP模型上仿真表明:该方法能有效地诊断出引起故障的根本原因。
%Considering the fact that in traditional contribution plots-based multivariate statistics , variable con-tribution value has insufficiency in reflecting the failure cause , a new fault diagnosis method based on signed directed graph ( SDG) and data reconstruction was proposed to have square prediction error ( SPE) and cumula-tive sum(CUSUM) used to detect a fault;when a fault happens, all sample data on SDG’s consistent bran-ches can be reconstructed;and the branches where maximal residual change exists after to be reconstructed is the fault propagation branch ,the initial node is thought to be the causal variable which resulting in the fault . Simulation in TEP process shows that this method can find the fault cause accurately .【期刊名称】《化工自动化及仪表》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】5页(P563-566,582)【关键词】故障诊断;主元分析;符号有向图;TEP模型【作者】王毓;杨煜普;屈卫东【作者单位】上海交通大学电子信息与电气工程学院自动化系,上海 200240;上海交通大学电子信息与电气工程学院自动化系,上海 200240;上海交通大学电子信息与电气工程学院自动化系,上海 200240【正文语种】中文【中图分类】TH89随着工业过程控制系统不断朝着大规模、智能化和复杂化的方向发展,安全问题日益成为大家关心的主要问题之一。
《基于粒计算的SDG故障诊断关键问题研究》范文
《基于粒计算的SDG故障诊断关键问题研究》篇一一、引言在现代工业生产过程中,安全性和稳定性成为越来越重要的课题。
设备或系统的故障诊断成为了保证工业正常运行和避免安全事故的重要环节。
随着系统复杂性的增加,传统的故障诊断方法往往难以满足高精度的诊断需求。
因此,基于粒计算的SDG (符号定向图)故障诊断方法应运而生,其能够有效地处理复杂系统中的故障诊断问题。
本文将重点研究基于粒计算的SDG故障诊断的关键问题,并探讨其在实际应用中的效果和价值。
二、粒计算概述粒计算是一种新兴的计算方法,它以颗粒为基本单位进行计算和处理信息。
在SDG故障诊断中,粒计算可以将复杂的系统划分为若干个简单的颗粒(即系统组成部分),进而实现对系统状态的精细刻画和精确分析。
通过对不同颗粒之间关系的分析和处理,可以有效解决系统复杂性的问题。
三、基于粒计算的SDG故障诊断基于粒计算的SDG故障诊断方法是一种结合了粒计算和SDG图的可视化、逻辑化、结构化的故障诊断方法。
该方法通过将系统划分为多个颗粒,并建立颗粒之间的逻辑关系,形成SDG 图。
在SDG图中,通过分析不同颗粒之间的关系,可以确定故障发生的可能位置和影响范围。
同时,利用粒计算的思想,可以对系统进行精细化分析,提高诊断的准确性和效率。
四、关键问题研究在基于粒计算的SDG故障诊断中,存在一些关键问题需要解决。
首先,如何将系统合理划分为颗粒,并建立颗粒之间的逻辑关系是关键问题之一。
这需要考虑到系统的复杂性、颗粒的独立性、以及颗粒之间的相互影响等因素。
其次,如何从大量数据中提取出有用的信息并进行粒化处理也是一个重要的研究内容。
这需要对数据进行有效的筛选、分析和解读,以提取出与故障相关的信息。
此外,如何利用SDG图进行故障诊断的推理和决策也是一个关键问题。
这需要深入研究SDG图的逻辑关系和结构特点,以实现精确的故障定位和快速的问题解决。
五、应用与效果基于粒计算的SDG故障诊断方法在实际应用中取得了显著的成果。
《基于粒计算的SDG故障诊断关键问题研究》范文
《基于粒计算的SDG故障诊断关键问题研究》篇一一、引言随着工业自动化和智能化水平的不断提高,系统故障诊断成为了一个重要的研究方向。
系统动力学图(SDG)作为一种有效的故障诊断工具,已经被广泛应用于多个领域。
然而,在实际应用中,SDG面临着许多挑战和问题。
为了更好地利用SDG进行故障诊断,本研究从粒计算的角度出发,探讨了SDG故障诊断的关键问题。
二、粒计算与SDG概述粒计算是一种将复杂问题分解为若干个简单子问题的计算方法。
这种方法能够有效地处理大规模、高复杂度的系统问题。
而SDG(系统动力学图)则是一种基于图论的建模方法,可以直观地描述系统的结构、状态以及动态行为。
在故障诊断中,SDG通过分析系统中的因果关系和逻辑关系,实现故障的快速定位和诊断。
三、基于粒计算的SDG故障诊断关键问题(一)粒度划分问题在SDG故障诊断中,粒度划分是一个关键问题。
粒度过大可能导致信息丢失,影响诊断的准确性;而粒度过小则可能导致计算复杂度过高,增加诊断的难度。
因此,如何合理地划分粒度,使得既能保证信息的完整性,又能降低计算的复杂度,是SDG故障诊断的一个重要研究方向。
(二)多源信息融合问题在实际的工业系统中,往往存在着多种类型的信息,如传感器数据、专家知识、历史数据等。
这些信息在SDG故障诊断中具有重要的作用。
然而,如何有效地融合这些多源信息,提高诊断的准确性和可靠性,是一个亟待解决的问题。
(三)诊断推理问题在SDG故障诊断中,推理是一个重要的环节。
然而,由于系统的复杂性和不确定性,推理过程往往存在多种可能的结果。
如何从这些可能的结果中找出最合理的解释,是一个具有挑战性的问题。
此外,推理过程中还可能涉及到多个领域的专业知识,如何将这些知识有效地融合到推理过程中,也是一个需要解决的问题。
四、基于粒计算的SDG故障诊断方法研究针对上述关键问题,本研究提出了一种基于粒计算的SDG故障诊断方法。
首先,通过合理的粒度划分,将系统划分为若干个简单的子系统;然后,利用多源信息融合技术,将各种类型的信息进行有效的融合;最后,通过推理算法,从可能的结果中找出最合理的解释。
动态概率sdg模型及复杂化工过程故障诊断方法研究
动态概率sdg模型及复杂化工过程故障诊断方法研究近年来,复杂化工过程故障诊断技术受到了国内外学者的广泛关注。
复杂化工过程具有高等级、高可靠性、多级联和难以模拟等特点,其传感器信号十分复杂,提取出特征以及判断出完整故障机理,既需要较高的模型复杂度又要考虑实时性等因素,这对传统诊断技术构成了一种挑战。
基于动态概率模型(DPM)的故障诊断技术就是一种具有潜力的解决方案。
本文的主要目的是探索基于DPM的复杂化工过程故障诊断技术。
动态概率模型概述动态概率模型是一种基于概率的模型,可以用来表示不同的性能参数随时间及其他外部因素的变化而变化。
例如,当一个机器运行时,可以构建一个动态概率模型来表征其内部状态变化,从而可以准确地模拟它的特性。
动态概率模型可以用来表示复杂化工过程的状态变化,从而为故障诊断提供较准确的模型。
在建立动态概率模型后,我们可以使用一系列技术来提取故障信号,并建立故障模式信息。
该信息可以用来预测复杂化工过程的状态,也可以在发生故障时帮助定位出问题所在。
同时,我们还可以利用该模型估计不同参数的变化以及可能存在的故障原因,从而实现准确的故障诊断。
复杂化工过程故障诊断方法研究本节将介绍基于动态概率模型的复杂化工过程故障诊断方法。
首先,我们可以建立复杂化工过程的动态概率模型,模拟性能参数随时间及其他外部因素的变化。
其次,在模型建立好之后,我们可以提取故障信号,并建立故障模式信息,用以诊断复杂化工过程的故障。
最后,我们可以利用模型估计不同参数的变化,以及可能存在的故障原因,从而实现准确的故障诊断。
总结本文探讨了基于动态概率模型的复杂化工过程故障诊断技术。
首先,我们建立了复杂化工过程的动态概率模型,用以模拟性能参数随时间及其他外部因素的变化。
然后,我们提取故障信号,并建立故障模式信息,用以诊断复杂化工过程的故障。
最后,我们利用模型估计不同参数的变化,以及可能存在的故障原因,从而实现准确的故障诊断。
本文为基于动态概率模型的复杂化工过程故障诊断技术提供了一种潜在的解决方案。
动态概率sdg模型及复杂化工过程故障诊断方法研究
动态概率sdg模型及复杂化工过程故障诊断方法研究本文旨在探讨动态概率sdg模型和复杂化工过程故障诊断方法。
首先,将对动态概率sdg模型进行简要介绍,以及它的优点和缺点。
其次,将针对复杂化工过程故障诊断方法进行深入的分析,包括诊断原理、测量原理、数据分析和诊断技术等。
最后,将对可能的潜在的局限性和改进提出建议。
动态概率sdg模型是一种用于复杂化工过程的故障诊断方法。
它是基于概率理论,借助sdg数据进行故障诊断,从而可以快速、准确地诊断出化工过程中可能出现的故障。
相比传统的故障定位方法,动态概率sdg模型有以下优点:首先,它可以检测出低频故障,因为它采用统计方法,可以分析出不同故障水平下的相关数据差异;其次,它可以提高维护效率,因为它能够快速、准确地定位出故障,这样可以节省维护成本。
然而,动态概率sdg模型也存在一些不足之处。
首先,由于它基于统计方法,它有可能在比较弱的故障情况下识别失败,从而导致故障无法定位;其次,在复杂的系统中,由于模型数量较多,建模复杂,模型的计算时间可能较长,也会影响故障定位的准确性。
复杂化工过程故障诊断技术包括诊断原理、测量原理、数据分析和诊断技术等。
在其中,诊断原理的核心思想是,通过对系统的正常运行及故障情况测量,并结合相关的理论分析,从而确定故障的部位、范围和次序。
测量原理分为静态测量和动态测量两类。
静态测量是指通过静态数据测量,在不破坏实验过程的情况下,从参数曲线中推断出诊断结果;动态测量是指在系统运行过程中通过多项参数的连续测量,从动态参数曲线中推断出诊断结果。
数据分析是指在系统运行过程中,通过数据分析、回归分析、贝叶斯推理等方法,从相关数据中推断出最有可能的故障类型。
诊断技术则包括基于规则的诊断、基于模式识别的诊断、模型诊断和解释性方法等。
虽然动态概率sdg模型和复杂化工过程故障诊断方法已经取得了显著成果,但它也存在一些潜在的局限性。
首先,由于复杂的系统,模型的准确性可能会受到影响;其次,复杂化工过程故障诊断技术需要先进的计算机和传感芯片,以及测试环境的支持,这些都会增加故障诊断的成本。
基于SDG模型的AMT重型越野车离合器接合过程故障诊断
基于SDG模型的AMT重型越野车离合器接合过程故障诊断刘海鸥;孟冬梅;苗成生;席军强;彭建鑫
【期刊名称】《北京理工大学学报》
【年(卷),期】2014(34)11
【摘要】针对AMT重型越野车离合器接合过程中故障多发且不易诊断的问题,基于符号有向图(signed directed graph,SDG)模型,为离合器接合过程的故障诊断提出了一种新的方法.以离合器接合过程中最复杂的车辆起步接合为例,建立了其工作过程的SDG模型,通过实际测得量以及对模型中节点和有向边的分析,查找出故障源,完成故障诊断功能.结果表明,SDG模型对于AMT系统离合器接合过程故障诊断有效且实用.
【总页数】5页(P1140-1144)
【关键词】符号有向图;故障诊断;离合器;电控机械式自动变速器
【作者】刘海鸥;孟冬梅;苗成生;席军强;彭建鑫
【作者单位】北京理工大学车辆传动国家级重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】U463.211
【相关文献】
1.AMT汽车起步过程离合器接合控制的研究 [J], 夏长高;张猛;王继磊;张振宇
2.AMT离合器起步接合过程控制研究 [J], 马慧龙;吴训成;张珏成
3.AMT车辆起步过程离合器接合控制方法 [J], 刘帅;吴训成;常小刚
4.越野车辆T.C.+AMT换挡过程主离合器控制策略研究 [J], 望运虎;杜志岐;李吉元
5.基于离合器接合速度的重型越野车辆起步控制研究 [J], 苗成生;刘海鸥;赵亦农;岳甫营;陈慧岩
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基于SDG模型的故障诊断技术
作者:梁美丽
来源:《无线互联科技》2013年第11期
摘要:本文介绍了基于符号有向图(Signed Directed Graph)模型的故障诊断技术的原理,包括SDG模型中节点和支路的物理意义,SDG模型的建模方法,推理机制以及利用SDG 模型进行故障诊断的步骤。
详细阐述了SDG故障诊断技术的发展过程和各阶段的进展。
最后,分析了SDG故障诊断的优缺点及其改进方法。
关键词:自动控制技术;故障诊断;符号有向图
现代工业生产的机械设备正朝着大型化、复杂化、高速化、系统化、自动化和大功率方向发展,生产系统本身的规模越来越大,性能指标越来越高,机械结构也日趋复杂,对设备运行的安全性和可靠性提出了越来越高的要求,故障诊断技术也显得日趋重要,它是大型装备或复杂工业系统安全、可靠、稳定运行的技术保障。
故障诊断技术已从早期的个体专家依靠感官获取设备的状态信息,并凭借经验做出直接判断,发展到采用人工智能方法和理论的智能化故障诊断技术和系统。
近年来,美国普渡大学的Venkatasubramanian,V.教授更为准确地将故障诊断方法分为三类:①基于定量模型的方法;②基于定性模型的方法;③基于历史数据的方法。
现有的故障检测和诊断方法中,图论方法是非常具有实用价值的一种。
其中符号有向图的方法取得了很大进展。
符号有向图(Signed Directed Graph,SDG)模型是从DG模型(包括故障传播图、认知图和过程图等)发展而来的,它是对过程及其设备的一种图式抽象,其节点和有向边都有比较明确的物理意义。
故障诊断主要是故障的检测、分离和处理,而基于SDG模型的故障诊断能够利用SDG模型节点和有向边的表示能力快速地检测和有效地定位,成为基于定性模型的故障诊断方法的重要一支。
1 SDG模型
SDG模型中的节点可以表示过程系统中的物理变量,如流量、液位、温度、压力等;操作变量,如阀门、开关等以及相关的仪表,如控制器、变送器等;此外,还可以表示一种事件,如管道泄露、电源中断等等。
三级SDG模型的节点在某时刻的状态由符号“+”、“0”和“-”表示,“+”表示变量大于或等于阈值上界,“-”表示变量等于或小于阈值下界,“0”表示变量处于正常工况。
其中,阈值是经过合理选择后得到的判断各节点变量是否偏离正常状态的上下限的界限值,它的选择对诊断分辨率的高低有着直接的影响。
2 相容通路
SDG中所有节点在相同时刻状态观测值的集合称为一个瞬时样本。
对于一个瞬时样本,在SDG中可以搜索到已经发生偏离的节点及支路传播路径。
这种方向一致且已经产生影响的若干支路形成的通路称为相容通路。
相容通路是故障信息传播的路径[1]。
3 SDG模型的建立
建立SDG模型主要有两种方法:数学模型推导法和经验法,或将二者结合使用。
当已知过程系统的稳态代数方程或动态微分方程时,可以根据数学模型直接推导出SDG模型。
由代数方程推导SDG模型的方法是:保留代数方程中的增益系数的正负号,将其增益简化为“1”,即确定自变量对因变量是增量影响还是减量影响;把方程中的“=”号改为向左箭头“←”,从而将代数方程转化为影响方程,根据影响方程组直接可以得到系统的SDG模型。
由常微分方程推导得到的SDG模型是工业故障诊断中常用的模型,它的推导方法为:对系统的高阶微分方程通过一定得变换总可以写成一阶微分方程组的形式,1)将高阶微分方程转化为一阶微分方程组的形式;2)对每一个微分方程的每一个自变量逐一取偏导;3)采用一阶微分方程组的结构,取消一阶微分方程的常系数,替换成偏导的符号;将等号改为“←”,左端微分项改为变量自身,从而得到系统的影响方程组;4)将影响方程组直接转化成SDG模型。
由于实际应用中,系统的定量数学模型难以得到,因此,经验法是SDG模型建立的主要方法。
当系统已经投入运行,建模主要依据现场人员的经验和过程操作的数据;当系统处于设计阶段时,主要依据工艺及过程控制的设计资料以及类似工厂的经验和数据。
可以按如下步骤进行建模:1)经过多位专业技术人员集体讨论,挑选出与故障相关的关键变量作为节点;2)尽量找出导致这些关键节点故障的原因(即节点与支路的组合),分清影响关系,用支路将各节点连接起来,从而建立系统的SDG模型;3)采用经验信息、经过集体讨论,结合现场信息或通过部分动态定量仿真,对SDG模型进行检验、案例实验、修改和化简,直到模型满足设计要求。
在SDG 建模中,节点和支路的确定原则是,在符合客观规律的前提下,应该有利于解释故障的原因及后果。
4 SDG的推理
SDG的推理是完备地且不重复地在SDG模型中搜索所有的相容通路。
对于大规模的系统的SDG模型,为了提高效率应该采取分级或分布式推理的策略。
SDG的推理机制主要有正向推理和反向推理两种。
正向推理的前提是SDG所有节点的状态未知,反向推理是在SDG已知的瞬态样本中进行。
5 SDG故障诊断方法
实际系统中,多个故障同时发生的可能性远远小于单故障的发生概率,因此,一般情况下,我们假设系统故障是由单一的故障源引起。
基于三级SDG模型的单故障诊断的具体诊断步骤如下[2]:1)在一个时间点上获得SDG模型中各个节点的实际测量值;2)将各节点测量值与该节点的设定阈值进行比较,确定该节点的状态值,从而得到该时刻SDG模型的瞬时样本;3)从报警节点出发,SDG模型的节点和支路在已知节点状态的前提下,反向推理搜索可能的根节点;4)依次将搜索到的可能的根节点作为起始点,SDG模型的节点和支路在已知节点状态的前提下,正向推理搜索所有可能的相容通路;5)在所有候选相容通路中逐一进行比较,解释能解释所有报警偏离的相容通路作为可信度高的诊断结论,显示诊断结果并沿着相容
通路解释危险剧情;6)每个一个选定的时间间隔重复以上步骤,以便实时跟踪现场故障情况。
SDG故障诊断方法还存在一定的不足之处,如:用于故障诊断难于早期发现;如果模型不准,将导致诊断失误或结论的不完备性;计算大系统时,费时费力,成本高、实时性不好。
目前,学者们针对这些问题开展了广泛的研究,通过对诊断阈值进行模糊化,引入半定量或定量信息,采用并行计算技术、实施模型分级递阶推理、定性仿真等诸多方法改进SDG故障诊断方法。
[参考文献]
[1]周东华,叶银忠.现代故障诊断与容错控制.清华大学出版社.2000.
[2]吴重光.系统建模与仿真.清华大学出版社.北京.2008.。