加权模糊Petri网在电网故障诊断中的应用
模糊推理Petri网及其在故障诊断中的应用
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网的知识推理过程
定义1negΗk = 1m - Ηk = λΗk , v k = ∃T (negΗk ) = ∃T λΗk ,
Θk = negv k= neg (∃T (negΗk ) ) = ∃T Ηk
其中1m 为元素全为1的m 维向量; k 为推理步数; negΗk 为 n 维向量, 其元素值表示命题 S i
1) 一个库所中的 token 数不会大于1, 其值在0, 1之间; 2) 规则的触发意味着命题为真的繁衍, 规则触发后, 规则的前提部的真值并不消失; 3) 变迁的引发不存在传统 Petri 网中的并发冲突问题.
3 模糊推理 Pe t ri 网的模型及其推理算法
311 模糊推理 Petri 网的模型
气机喘振的故障概率为01144. 据此可以
Χij = 1; 当 S i 不是 R j 的输出时, Χij = 0, i= 1, 2, …, n, j = 1, 2, …, m ;
Η0 为初始状态, Η0=
(ΗS01 ,
…,
Η0 Sn
)
T,
ΗS0 i 是命题
S
i
的初始逻辑状态,
i=
1, …, n, ΗS0 i ∈ [ 0,
1 ], 其值表示 S i 为真的程度.
26 卷
Pet ri 网进行知识表示, Chen S M 等[3] 在此基础上, 提出了基于 Pet ri 网可达图的模糊推 理算法, 该算法是一种搜索过程, 没能充分运用 Petri 网提供的并行推理能力, 网模型描 述也较复杂. 文献[ 4, 5 ]引用了[ 2, 3 ]中的方法, 但未能提出求解的形式化数学算法, 限制 了其应用.
本文利用 Petri 网同步、并发的能力, 给出了一种表示模糊产生式规则的单级正向模 糊推理 Petri 网模型, 以极大代数的矩阵算式给出了形式化推理算法, 并说明了其在故障 诊断系统中的应用.
模糊Petri网故障诊断技术应用
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Ap lc to o u tDi g o i e h o o y o u z er t piain f r Fa l a n ssT c n l g fF z y P ti Ne
Y NG Q —u, HAN Xi A i Z y G a
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兵 工 自动 化 Fra bibliotek■接技m
M e s r me t n n r l e h i u a u e n d Co to c n q e a T
O. . t ma i n I Au o t o
20 0 6年 第 2 5卷 第 4期
文 章 编 号 :1 0 — 5 6 ( 0 6 4 0 7 — 2 0 6 17 2 0 )0 — 0 3 0
r a o s a d r la iiy o a lswe e r a o e . e f u t i g o i s a p i d i e t i l n l c rc t r s se a d e s n n e i b lt f f u t r e s n d Th a l d a n ss wa p le n a c ra n p a e e e ti s s a t y t m n
.
摘要:故障诊断的模糊 Pt 网模型 ,将 P t 网和模糊推理相 结合建立 其 中,用 F N表示模糊产生规则 ,用 ei r ei r P P t 网的变迁激活规则进行故障诊断推理,从而分析 出异常行为过程问的因果关系,推理出故障的原因及其可信度。 er i 以某型飞机 电力启动系统故障为例 ,用模糊 P t 网对其进行故障诊断,结果证 明该技术可行有效 ei r 关键词:故障诊断;模糊 pt 网模型;模糊推理 ei r
加权模糊Petri网在故障诊断中的应用
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其 中 : = {。P , , }表示 诊 断 推 理 中用 P P , … P 到 的证 据 和结论 的 有 穷集 合 , 系统 对 应 的各 种 测 即
试传感器信息 、 故障征兆以及故障模式 ; T={ , , t t 。:
…
地表达出故障 问的逻辑 因果 关 系; 只是静 态描 但
述, 而无 法表 现 出 故 障 的 动 态 行 为 ; 经 网 络 方 法 神
集 且 为“ ”逻辑关 系 时 , 于规则 前提 各证 据 的 非 h等 输 入 权 值 。否 则 , 等 于 0 0 为 输 出 矩 阵 , = 叫 ; 0
,
种 适 用 于 多 种 系 统 的 图 形 化 、 学 化 的 建 模 工 数
具, 能够直 观地 表示 系统 故 障 的 动 态 因果 行 为 。而
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第 7卷
第2 4期
20 07年 1 2月
科
学
技
术
与
工
程
V l 7 No 2 0_ .4
De .2 o c o7
17 - 89 20 )4 6 5 -4 6 1 1 1 (0 7 2 —4 30
S in e T c n l g n n i e rn c e c e h o o y a d E gn e i g
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65 44
科
学
技
术
与
工
程
7卷
的状态 , 变迁后 集库 所 的状 态 也 不 能 成 为影 响 库 所
加权模 糊逻 辑运算 所 得 结 论不 一 致 ; 是 对 于 逻 辑 二 “ 和逻 辑 “ ” 与” 或 两种 逻辑 组合关 系无 法进 行 区分 。
基于模糊Petri网的电网故障研究
![基于模糊Petri网的电网故障研究](https://img.taocdn.com/s3/m/b000d0126137ee06eff918e6.png)
基于模糊Petri网的电网故障研究近几年来,电网故障诊断成为电网安全运行领域的研究热点。
以模糊Petri 网(FPN)为工具,对电网故障时收集到的故障信号进行分析诊断,判断出故障元件。
考虑系统元件的各级保护间的配合关系,对元件进行建模,结合Petri网的推理规则,计算出可疑故障元件的故障置信度。
以三机九节点系统为例,验证算法的可行性。
标签:故障诊断;模糊Petri网;故障置信度;三机九节点系统引言电网故障诊断技术一直是电力系统安全运行领域的研究热点。
电网发生故障时是一个典型的多信源系统,具有典型的异步并发特点。
Petri网具有严密的数学定义,具有同步并发处理问题的能力,利用Petri网进行电网故障诊断研究,具有理论的可行性。
模糊Petri网引入模糊理论,用概率的方法来描述具有不确定性的保护和断路器的动作信息。
对可疑故障元件进行建模,利用模糊推理规则,计算元件发生故障的可信度。
1 理论介绍1.1 模糊Petri网Petri网由三部分组成:库所、变迁和有向弧。
模糊Petri网(FPN)与Petri网的区别:FPN每个库所被赋予一个[0,1]上的实数作为该库所为真的置信度;赋予每个变迁一个确定因子表示变迁使能可能性概率。
1.2 模糊Petri网推理规则模糊Petri网是一个基于规则的网络系统,推理规则主要有:简单规则;与连接;或连接;条件“与”。
它们的点火机制:设库所pi对应命题置信度为?琢(pi),规则的置信度为?滋i,那么:简单规则:?琢(p2)=?琢(p1)·?滋;“与”连接:?琢(p3)=((?琢(p1)+?琢(p2))/2)·?滋;“或”连接:?琢(p3)=max{(?琢(p1)·?滋1,?琢(p2))·?滋3}。
为了便于计算,将“与”连接点火规则引申为:设输出库所Pn的概率为?琢(pn),其具体值可用一高斯函数fa(x)加以拟合,即?琢(pn)=fa(a(pj)·?滋k),其中:pj∈I(tk),pi∈O(tk)。
模糊Petri网在汽车故障诊断中的应用研究的开题报告
![模糊Petri网在汽车故障诊断中的应用研究的开题报告](https://img.taocdn.com/s3/m/216dbdef3086bceb19e8b8f67c1cfad6195fe9b0.png)
模糊Petri网在汽车故障诊断中的应用研究的开题报告一、选题背景随着现代汽车电子技术的快速发展,尤其是OBD(On-Board Diagnostic,车载诊断)系统的广泛应用,汽车故障诊断技术已经成为了汽车维修领域的一个重要问题。
传统故障诊断方法主要依赖于专业技师的经验,对于某些复杂的故障诊断只能通过不断尝试和调试来寻找问题,造成不必要的时间和精力的浪费。
如何提高汽车故障诊断的精确度和效率,成为了汽车维修界的新课题。
Petri网是一种描述并发系统的图形语言和分析工具,已经广泛应用于各种领域。
Petri网是一个有向图,分为两类元素:位置和变迁,能够用来描述对象(如汽车)的状态和对象之间的关系。
Petri网具有可视化、易于理解和形式化分析的特点,是一种有效的工具。
模糊理论是一种能够处理不确定性问题的数学理论,其核心思想是用隶属度函数来描述事物之间的模糊关系。
模糊Petri网是将模糊理论与Petri网相结合进行建模,能够更好地描述系统的模糊性和不确定性。
本研究将探讨将模糊Petri网应用于汽车故障诊断中的可行性,并尝试建立模糊Petri网模型用于汽车故障诊断,以提高汽车故障诊断的精确度和效率。
二、研究目的本研究的主要目的是探讨模糊Petri网在汽车故障诊断中的应用,建立模糊Petri 网模型并验证其可行性。
具体研究目标如下:1.了解汽车故障诊断的相关理论知识和现状;2.研究Petri网与模糊理论的基本原理和相关技术;3.分析汽车故障诊断问题的特点和复杂度,探讨模糊Petri网在该领域中的应用;4.建立基于模糊Petri网的汽车故障诊断模型,验证其可行性和有效性;5.在现有汽车故障诊断方法中比较模糊Petri网模型的优劣,总结模型的特点和优点。
三、研究内容和方法本研究的主要内容是探讨模糊Petri网在汽车故障诊断中的应用,并建立模糊Petri网模型用于汽车故障诊断。
具体的研究内容和方法如下:1.文献研究法。
基于加权模糊时序Petri网络的电网故障诊断模型
![基于加权模糊时序Petri网络的电网故障诊断模型](https://img.taocdn.com/s3/m/4a0cec5c700abb68a982fbaa.png)
收稿日期:20181123;修回日期:20181227 基金项目:国家大学生创新资助项目(201810429202,20181 0429220)
型、Petri网 络 (Petrinet,PN)[3—5]等 故 障 诊 断 方 法。文献[6]提出一种实用能量管理系统 (energy managementsystem,EMS)实 时 信 息、测 控 单 元、保 护动作信息的电网故障诊断专家系统,可根据故障 信息进行诊 断 分 析,提 供 告 警 信 息,并 对 事 故 后 电 力系统安全稳定情况作进一步评估和分析。文献 [7]通过 构 建 一 种 新 型 电 网 故 障 诊 断 优 化 模 型,尝 试找出传统解析诊断模型存在不唯一诊断结果的 原因,改进了保护和断路器的期望状态函数。文献 [8]发展了一种考虑保护和断路器时序特性的模糊 Petri网(fuzzyPetrinet,FPN)诊断模型,提出了部 分保护 /断路器信息缺失或错误情况下的容错算法。
电网故障 诊 断 主 要 依 靠 故 障 设 备、断 路 器、保 护装置的动作逻辑,以及调度运行人员经验形成的 专家库来进 行 故 障 定 位,推 断 故 障 类 型,用 精 确 的 数学模型来描述这一过程相当困难。经过多年的 发展,对于电力系统中单一电力设备的离线故障诊 断方法已经比较成熟,但对于全电力系统的在线故 障诊断仍处于理论研究阶段或者低电压简单配电 网、简单拓扑电网的实际应用阶段。目前国内外研 究较多的是 基 于 专 家 系 统、人 工 神 经 网 络、解 析 模
基于模糊有色Petri网的故障诊断方法
![基于模糊有色Petri网的故障诊断方法](https://img.taocdn.com/s3/m/1dbce43aee06eff9aef80782.png)
F a u l t d i a g n o s i s me t h o d b a s e d o n f u z z y — c o l o r e d Pe t r i n e t
t h i s me t h o d,t o k e n’c o l o r c o n t a i n s p r o t e c t i n g i n f o r ma t i o n s ,s t a t e o f c i r c u i t b r e a k e r s ,p r o b a b i l i t y o f s i g n a l s a n d f a u l t y c o mp o —
张 丹 ,佘学 院,河 南 郑 州 4 5 0 0 5 2 ; 2 . 北 京交通 大 学 轨 道 交通控 制 与安全 国家重 点 实验 室,北京 1 0 0 0 4 4 )
摘 要 :针对普通 P e t r i 网在诊 断电网故障元件 中存在 的模 型复杂 、处理 不确定性信 号能 力差 的 问题 ,提 出 了一种基 于模
2 .S t a t e K e y L a b o r a t o r y o f R a i l Tr a f f i c C o n t r o l a n d S a f e t y ,B e i j i n g J i a o t o n g Un i v e r s i t y , B e i j i n g 1 0 0 0 4 4 ,C h i n a )
2 0 1 3 年 1 1 月 第3 4卷 第 l 1 期
改进的模糊Petri网算法及其在故障诊断中的应用
![改进的模糊Petri网算法及其在故障诊断中的应用](https://img.taocdn.com/s3/m/b79a5c4a336c1eb91a375df7.png)
・20 ・
20l . 6 10
Or a c nd s r t dn n e I u t y Au om a i n to
3 () 06
改进 的模 糊 P t 网算 法及 其在 故 障诊 断 中的应 用 ei r
喻 平 , 曹 继 平 , 宋 建 社 , 章 涛
Ab ta t I r e o s l e t e p o lm f e t fu c ra n i f r t n i h r c s ff u td a n i fh d a lc s r c : n o d rt o v h r b e o n y o n e t i n o ma i n t e p o e so a l i g osso y r u i pl o s s e ,p o o e a f z y P tin t i a l d a n s s a g rt m . ti o t d t e c n e to a s l c n r n i o n o y tm r p s u z e r e n f u t ig o i l o i h I mp re h o c p f f le p a e a d t a st n i t i f z y Pe r n t l o ih t o v r n ii n ti g r a d l s a l f z y p o a ii a u n u i g o t e a g rt m u d u z ti e g rt m o s l e t a sto rg e n a tf u t u z r b b l y v l e e s rn ,s h l o i a t h wo l
( 安 高技 术研 究所 科研 部 ,西 安 7 0 2 ) 西 105
Petri网在配电网故障定位中的应用
![Petri网在配电网故障定位中的应用](https://img.taocdn.com/s3/m/705917c04128915f804d2b160b4e767f5acf8037.png)
图2 Petri网故障定位模型
3 算例验证
在进行故障定位之前,应先根据配电网的结构建立相应
的故障定位模型。 当线路故障时,利用SCADA系统接收到的开
关故障状态,对相应库所赋予标识,经过PN故障定位模型的推
理求解,可以得到故障线路[4]。 本文仍以图1的配电网为例,来
说明上述故障定位方法的性能。
3.1 单一故障
定义4:通过对PN中的变迁赋予每个变迁一个正整数pτ(t) 的方式可以定义变迁ti触发的优先级;即对坌ti、tj∈T,若pτ(ti)< pτ(tj),则变迁ti先于tj触发。
2 配电网的故障定位模型
本节将以图1中的配电网为例说明配电网故障时的特点, 并对配电网进行建模。 图中包括出线断路器CB1,馈线开关 S1~S4,馈线区段D1~D5。
假设图1中馈线D3故障,此时开关
(下转第9页)
7
Dianqi Gongcheng yu Zidonghua◆电气工程与自动化
运行情况,确保合环线路及设备不过载,发生异常或事故时应 立即停止操作。 1.4 调度员执行环节风险管控
神经网络在模糊Petri网故障诊断中的应用,电子通信网络范文.doc
![神经网络在模糊Petri网故障诊断中的应用,电子通信网络范文.doc](https://img.taocdn.com/s3/m/3b2399fe2af90242a995e504.png)
神经网络在模糊Petri网故障诊断中的应用,电子通信网络-摘要本文针对模糊Petri网在故障诊断中缺乏较强的自学习能力的缺点,将人工神经网络引入到模糊Petri网中,定义一种模糊神经Petri网,并以船舶主机燃油子系统过程为例,对过程中的故障诊断进行建模,通过分析说明该方法的可行性。
关键词Petri网;模糊理论;神经网络;故障诊断1 引言Petri网与模糊理论相结合,以及Petri网与神经网络相结合已经在故障诊断过程中得到了应用,虽然模糊Petri网具有很强的模糊推理能力,但是其缺乏较强的自学习能力,该缺点严重制约了模糊Petri网在各个领域的应用,所以将人工神经网络引入到模糊Petri网中,建立故障诊断的模糊神经网络Petri 网模型,提高了故障诊断系统的精度。
本文以船舶主机燃油子系统过程为例,利用模糊神经网络Petri网对该过程中的故障诊断进行建模。
2 模糊神经Petri网模型2. 1 模糊神经Petri网网定义模糊神经Petri网定义为一个十二元组,。
其中,为有限库所集;为有限变迁集;为有向弧集;为权值;Kp为隐含和输出层库所的活动状态集;Kt为变迁集到规则集的一一映射;为初始模糊标识;为有限命题集;为置信度集,它与每个变迁一一映射;为库所到真值的一一映射;为库所到命题的一一映射;为变迁到阈值的一一映射。
2. 2 模糊神经Petri网模型的学习功能模糊神经Petri网(参见图1),具有神经网络的某些特性,因此可先用神经网络的学习算法进行训练,再调整网络结构中的权值,从而获取知识。
图2为模糊神经Petri网转化为神经元模型。
3 应用实例3.1 生产过程船舶主柴油机是机舱系统最为关键的设备,也是一种非常复杂的动力装置系统。
它既是一个由往复式机械与其他机械构成的动力装置系统,也包括了由控制装置、伺服系统、检测与显示仪表以及安全保护和报警系统等组成的电气控制系统,同时它还是一个复杂的热工过程。
由于船舶主机的极端重要性,其故障诊断和工矿监视问题历来深受重视。
基于BP网络算法优化模糊Petri网的电力变压器故障诊断
![基于BP网络算法优化模糊Petri网的电力变压器故障诊断](https://img.taocdn.com/s3/m/8f6dbdfd87c24028905fc3b5.png)
基于BP网络算法优化模糊Petri网的电力变压器故障诊断摘要:为了提高电力变压器故障诊断的准确性,提出了一种基于BP网络算法来优化模糊Petri网的电力变压器故障诊断方法。
使用BP网络算法的自学习和自适应能力,在确定权重的模糊Petri网,阈值,信誉等网络参数初始值的前提下,优化模糊Petri网网络参数。
在模糊Petri网网络结构、算法的BP网络,电力变压器DGA训练样本,模糊Petri网网络参数一步一步接近真正的价值。
实例分析结果表明,该方法可以有效地诊断电力变压器的单故障和多故障,提高故障诊断的精度,证明了该方法的正确性和有效性。
关键词:变压器;故障诊断;油中溶解气体分析;BP 网络;模糊 Petri 网引言为了保证变压器的安全稳定运行,必须迅速、准确地诊断变压器故障。
专家、学者提出了各种故障诊断方法,如气相色谱法、专家系统、振动法、模糊理论等。
但大多数这些方法适用于变压器、简单和单一故障发生时变压器故障复杂,诊断常常是困难的。
随着研究的深入,基于模糊推理的应用背景红外系统逐渐引入到变压器故障诊断。
红外系统具有良好的容错性,适用于变压器故障诊断的实际需求。
但红外系统自学能力差,不能等参数权重、阈值、信誉为学习和培训。
BP网络具有良好的自学习和自适应能力,可以通过反向传播网络权重的调整,阈值和可信度。
因此,本文结合了BP网络算法和红外系统,使用红外系统的BP网络算法优化参数,和BP网络算法应用于变压器故障诊断。
实验结果表明,该诊断方法能有效地识别和区分变压器故障,具有良好的诊断效果。
一、确定 FPN 网络结构及算法佩特里网结构,只导入库和输出库,没有中间库,每个改变图书馆只对应一个输出。
模糊Petri网的使用功能与单层结构变化引发连续函数,确定模糊推理算法。
1)模糊 Petri 网定义BPFPN单点单红外系统结构模型,其定义如下。
定义1个单点红外系统被定义为一组:10元红外系统= { P、T、D,I,O,f,α,β,Th,W }类型,P = {₁,皮,……Pim;警察甲,警察乙,…说,彩球}图书馆有限的节点集,包括{₁,皮,……说,pim }导入库节点集合{警察甲,警察乙,…,彩球}表示输出节点通过图书馆收藏。
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2 加权模糊 P r 网 ( P et i WF N)
2 1 加权模糊 Pr 网的基本概 念 . et i
定义 1 加权模糊 Pt 网可 以定 义为一个 六元 : ei r
组 (, , W, r ) 1 , 0, ,h , , 其中:
网故障诊断, 就是利用继电保护和断路器的动作信息 识别故障元件或故障区域。 以 Pt 网为工具 能有效地实现故障诊 断系统的 ei r
Ke r s:u z er n t mar e snn ;a l da oi; o e ytm y wo d fz p t e ; ti r ao ig fut ig s p w rsse y i x n s
1 引 言
当发生电网故障时及时准确地诊断电力系统故障
对 于保 证 电网安 全稳定运 行具有 十分重要 的意义 。 电
模 型化 , 以图形 方式 描述 系统 的功 能关系 和处理流程 ,
Y= { Y , , Y =a p)Y为命 题 d 的真 Y,2… Y i (i, i
值, 命题真值的初值用 表示 ;
J= { 为输 入矩 阵 , △} 表示 P 到 t的输入关 系和 i i 权重 ;
从而使那些复杂的逻辑关系形象化 , 便于分析和理解。 针对当前推理系统对应的 F N具有复杂 的结构时存 P 在的问题 , 文献[ ] 出了一种具有灵活性和适用性 1提 的基于加权模糊 Pr 网的顺 向规则推理算法。本文 ei t
n t r a l d a o i . i al ,a l p o a i t si rv d d t e e r h r o t e ig o ie . ewo k f ut ig s F n l fu t r b b l i s p o i e o r s ac e sf rf h rd a ss s n s y ie u n
0={ ;为输出矩阵, } 表示 t 到P 的输 出关系和
规则置信度 ;
W ={ i 为规则的权值矩阵 , W} 反映规则 中前提条
t k o ia e fc to n i lto Th i lto e u ts o h tte a i mei S f a i ii n ai iy i o ma e l gc lv ri a n a d smu ain. e smu ain rs l h ws t a h rt i i h te i e sb l y a d v l t n t d
要: 以模 糊 P t 网为基 本 工具 , er i 在研 究模糊 P t 网的基 本 结构及概 念 的基础 上 , 出 了一 种基 于加 权模 糊 ei r 提
Pt 网规则推 理 的 电网故 障诊 断算法 。首先选取 经典算例 系统建 立各元件 的加权模 糊 Pt 网模 型 , ei r e i f 然后 利 用该
Ap l a in o eg tlc rcNewo k pi to fW ih e z y PercNe n Fa l a n sso h e ti t r c
B O Y -a ,A inwi A u in YNGJa —e j
( col f l tcl nier gSuh et i tn nvrt,hnd 0 ,hn ) Sho o e r a E g e n ,otw sJ oogU iesyC egu6 3 C ia Ec i n i a i 1 1 0
Absr c A fzyp t e k na ai o1 O eb s f h ai s u tr n o c p fs d igfzyp — t a t: u z er n t st e sab s to. nt ai o eb sc t cu ea dc n e t u yn z e i i a c h s t r o t u
算法进行 了逻辑验证和实例数据的仿真 , 结果表明, 该算法在 电网故障诊 断中应用的可行性和有效性 , 出的故 给
障发 生概 率 为研 究人 员进 一步诊 断提供 了一定 的依 据。
关键词 : 加权模 糊 P t 网; er i 矩阵推理 ; 故障诊 断 ; 电力 系统 中图分 类号 :M7 2 T 1 文献标 识码 : B
ti e , n ee t c n t o k fu t i g o i loi m b s d o ih e u z er n t u er a o i g i p o o e . i t a r n t a lcr ew r a l d a n s ag r h a e n weg t d f zy p t e l e s n n s r p s d F r , i s t i r s ca sc x mp e s se i k n t u l eg td f zy p t e d l fe e y c mp n n . h n t e a t mei i u e ls ia e a l y tm t e b i w i he z er n t l sa o d u i mo e o v r o o e t T e r h i h t s s d c
6 8
< 电气开关> 2 1 . o2 (0 0 N . )
文章编 号 :0 4— 8 X( 0 0 0 0 6 0 10 2 9 2 1 )2— 0 8— 5
加权模糊 Pt 网在 电网故障诊断中的应用 ei r
包玉剑 , 杨建维
( 西南交通大学 电气工程 学院 , 成都 四川
摘
60 3 ) 10 1