基于BP神经网络的武器装备电气系统故障诊断方法研究
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因为任意 闭 区间 内的连续 函数 都可 以用 一个
矗 矗
有故 障特 征 的训练 样本 ． 训 练样 本见 表 １ ．
表 １ 训 练样 本
矗 序 号
故 障 征 兆
故 障 原 因
占了较 大 比例 ． 因此 ， 如何 对 电气系 统进行 快速 准
确 的故 障诊断 ， 对 提 高 武器 装 备 的战 斗力 具 有 非 常重 要 的现实 意义 ． 武器 装备 电气 系统具 有非 线性 特性 ＿ 】 ］ ， 而 Ｂ Ｐ 神 经 网路具有 较强 的处理 非线 性 、 自组织 性 、 并 行
（ 中 国人 民解 放 军 海 军 ９ １ ４ ９ ２部 队” 青 岛 ２ ６ ６ ０ ０ ０ ）
摘要 ： 武 器 装 备 电气 系 统 具 有 非 线 性 特 性 ， 利用 Ｂ Ｐ神 经 网络 处 理 非 线 性 特 性 的 能力 可 以 提 高 故 障
诊断效率． 建立 了 Ｂ Ｐ神 经 网 络 的故 障诊 断 模 型 ， 分 析 了故 障 特 征 提 取 与 样 本 预 处 理 的 方 法 ， 并 将
训练 ， 通过 不断 修 改权 值 和 域值 使 得 网络 记忆 故
器装备 部 队 ， 这 些武器 装备 技术 复杂 ， 战技 术性 能 优越 ， 具有 良好 的精确 打击 能力 ， 但 同时也 给部 队 技术人 员 的武 器 装 备 保 障 能力 提 出 了更 高 的要 求． 在 日益 复杂 的高新 武器 装备结 构 中 ， 电气系统
０ 引
言
的相似 性 、 联 想 能力 和 通过 学 习不 断调 整 权 值 与
域 值来 实现 的．
随着现 代科 学 技术 的不 断 发展 ， 大 量 高新 武
应 用神 经 网络 进 行 故 障 诊 断 一 般 建 立 输 入 层、 隐层 和输 出层 ３层 网络 ． 以故 障征兆 作 为网络 输入 ， 诊 断 结果 作 为 网络 输 出． 故 障诊 断前 ， 首 先 利用 已知 的故 障征兆 和诊 断结果 对 网络进行 学 习
丰少伟（ １ ９ ７ ４ 一） ： 男， 硕 士， 高级工程师 ， 主 要 研究 领 域 为 装 备 保 障
第 ２期
丰 少伟 ， 等： 基于Ｂ Ｐ神 经 网 络 的 武 器 装 备 电气 系 统 故 障诊 断 方 法 研 究
・３ ６ ７・
波 器故 障 ； Ｙ 。 为 噪声 门 电路 故 障 ； 为 多 普 勒 门 限电路 故障 ； Ｙ 为 噪声 门限 电路故 障．
１ Ｂ Ｐ神 经 网络 的故 障诊 断模 型
故障 诊断其 实就 是一 个模式 分类 与识别 的问
题， 而Ｂ Ｐ神 经 网 络进 行 故 障诊 断 就 是利 用 网 络
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ２ — １ ２ — １ ４
中： ｚ 为左 陷波 点 电压 异 常 ； 为右 陷波 点 电压 异常； 。为左 右 陷 波点 电 压差 异 常 ； 为 噪 声 门 陷 波器频 率 异 常 ； － ｚ 为 多 普勒 门限值 异 常 ； 为 噪声 门限值异 常 ； ｙ ． 为 左 陷波 器 故 障 ； Ｙ 为 右 陷
２ 装 备 电 气 系统 故 障 诊 断 实例
以某型号 鱼 雷武 器 装备 接 收机 系统 为 例 ， 介
性 和 自学 习的 能 力 ， 因此 Ｂ Ｐ神 经 网络 在 非 线 性 故 障诊 断 方 面 具 有 很 大 的优 势＿ ２ ＿ ３ ］ ． 本 文 通 过 将 Ｂ Ｐ神经 网络应 用 于 武 器装 备 电气 系 统 的故 障诊
Ｖｏ １ ． ３ ７ ＮＯ ． ２
ＡＤ ｒ ．２ Ｏ１ ３
基于 Ｂ Ｐ神 经 网络 的武 器 装 备 电气 系 统故 障 诊 断 方 法研 究
丰少 伟” 梁 远 华
（ 海军工程大学科研部” 武汉
邵 成 明。
４ ３ ０ ０ ３ ３ ）
４ ３ ０ ０ ３ ３ ） （ 海 军 工 程 大 学 兵 器 工 程 系” 武汉
第 ３ ７卷 第 ２期
２ ０ １ ３年 ４月
武汉 理工 大学学 报 （ 交通科 学与 工程 版）
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｗｕ ｈ ａ ｎ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ （ Ｔｒ ａ ｎ ｓ ｐ ｏ ｒ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ＆ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ）
断， 能够 极 大地提 高故 障诊 断的效 率．
绍Ｂ Ｐ神经 网络在 装备 电气 系 统故 障诊 断 中 的应
用 ．
２ ． １ Ｂ Ｐ网 络 诊 断 模 型 设 计
建 立接 收机 故 障 征兆 集 ． Ｘ一 ｛ ， ． ｚ 。 ， ｚ 。 ， ｚ ，
ｚ ５ ， ｚ ６ ｝ 和故 障 原 因 集 Ｙ一 ｛ ， ２ ， 。 ， ４ ， ｓ ｝ ． 式
其应用于武器装备电气系统的故障诊断中． 该 方 法 对 于 提 高 武 器 装 备 电 气 系 统 故 障 诊 断 的 准 确 率
具 有 良好 的 实 际 应 用 价 值 ．
关键词 ： Ｂ Ｐ神 经 网络 ； 故障诊断 ； 武器装备 ； 电气 系统
中图 法 分 类 号 ： ＴＰ ２ ０ ６ ＋． ３ ｄBiblioteka Baiduｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ３ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． ２ ０ ９ ５ － ３ ８ ４ ４ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ２ ． ０ ３ ３
所 占的 比重越来 越大 ， 根据 部 队技术 人员统 计 ， 在
障征 兆与诊 断结 果之 间 的关 系 ； 故 障诊 断时 ， 利用 已经 学 习训练好 的 网络 ， 通 过 输入 一 个 新 的 反 映
系统 状态 的故 障征兆 ， 得 到相应 的诊 断结果 ．
整个 武器 装备 系 统发 生 的故 障 中 ， 电气 系 统 故 障
矗 矗
有故 障特 征 的训练 样本 ． 训 练样 本见 表 １ ．
表 １ 训 练样 本
矗 序 号
故 障 征 兆
故 障 原 因
占了较 大 比例 ． 因此 ， 如何 对 电气系 统进行 快速 准
确 的故 障诊断 ， 对 提 高 武器 装 备 的战 斗力 具 有 非 常重 要 的现实 意义 ． 武器 装备 电气 系统具 有非 线性 特性 ＿ 】 ］ ， 而 Ｂ Ｐ 神 经 网路具有 较强 的处理 非线 性 、 自组织 性 、 并 行
（ 中 国人 民解 放 军 海 军 ９ １ ４ ９ ２部 队” 青 岛 ２ ６ ６ ０ ０ ０ ）
摘要 ： 武 器 装 备 电气 系 统 具 有 非 线 性 特 性 ， 利用 Ｂ Ｐ神 经 网络 处 理 非 线 性 特 性 的 能力 可 以 提 高 故 障
诊断效率． 建立 了 Ｂ Ｐ神 经 网 络 的故 障诊 断 模 型 ， 分 析 了故 障 特 征 提 取 与 样 本 预 处 理 的 方 法 ， 并 将
训练 ， 通过 不断 修 改权 值 和 域值 使 得 网络 记忆 故
器装备 部 队 ， 这 些武器 装备 技术 复杂 ， 战技 术性 能 优越 ， 具有 良好 的精确 打击 能力 ， 但 同时也 给部 队 技术人 员 的武 器 装 备 保 障 能力 提 出 了更 高 的要 求． 在 日益 复杂 的高新 武器 装备结 构 中 ， 电气系统
０ 引
言
的相似 性 、 联 想 能力 和 通过 学 习不 断调 整 权 值 与
域 值来 实现 的．
随着现 代科 学 技术 的不 断 发展 ， 大 量 高新 武
应 用神 经 网络 进 行 故 障 诊 断 一 般 建 立 输 入 层、 隐层 和输 出层 ３层 网络 ． 以故 障征兆 作 为网络 输入 ， 诊 断 结果 作 为 网络 输 出． 故 障诊 断前 ， 首 先 利用 已知 的故 障征兆 和诊 断结果 对 网络进行 学 习
丰少伟（ １ ９ ７ ４ 一） ： 男， 硕 士， 高级工程师 ， 主 要 研究 领 域 为 装 备 保 障
第 ２期
丰 少伟 ， 等： 基于Ｂ Ｐ神 经 网 络 的 武 器 装 备 电气 系 统 故 障诊 断 方 法 研 究
・３ ６ ７・
波 器故 障 ； Ｙ 。 为 噪声 门 电路 故 障 ； 为 多 普 勒 门 限电路 故障 ； Ｙ 为 噪声 门限 电路故 障．
１ Ｂ Ｐ神 经 网络 的故 障诊 断模 型
故障 诊断其 实就 是一 个模式 分类 与识别 的问
题， 而Ｂ Ｐ神 经 网 络进 行 故 障诊 断 就 是利 用 网 络
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ２ — １ ２ — １ ４
中： ｚ 为左 陷波 点 电压 异 常 ； 为右 陷波 点 电压 异常； 。为左 右 陷 波点 电 压差 异 常 ； 为 噪 声 门 陷 波器频 率 异 常 ； － ｚ 为 多 普勒 门限值 异 常 ； 为 噪声 门限值异 常 ； ｙ ． 为 左 陷波 器 故 障 ； Ｙ 为 右 陷
２ 装 备 电 气 系统 故 障 诊 断 实例
以某型号 鱼 雷武 器 装备 接 收机 系统 为 例 ， 介
性 和 自学 习的 能 力 ， 因此 Ｂ Ｐ神 经 网络 在 非 线 性 故 障诊 断 方 面 具 有 很 大 的优 势＿ ２ ＿ ３ ］ ． 本 文 通 过 将 Ｂ Ｐ神经 网络应 用 于 武 器装 备 电气 系 统 的故 障诊
Ｖｏ １ ． ３ ７ ＮＯ ． ２
ＡＤ ｒ ．２ Ｏ１ ３
基于 Ｂ Ｐ神 经 网络 的武 器 装 备 电气 系 统故 障 诊 断 方 法研 究
丰少 伟” 梁 远 华
（ 海军工程大学科研部” 武汉
邵 成 明。
４ ３ ０ ０ ３ ３ ）
４ ３ ０ ０ ３ ３ ） （ 海 军 工 程 大 学 兵 器 工 程 系” 武汉
第 ３ ７卷 第 ２期
２ ０ １ ３年 ４月
武汉 理工 大学学 报 （ 交通科 学与 工程 版）
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｗｕ ｈ ａ ｎ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ （ Ｔｒ ａ ｎ ｓ ｐ ｏ ｒ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ＆ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ）
断， 能够 极 大地提 高故 障诊 断的效 率．
绍Ｂ Ｐ神经 网络在 装备 电气 系 统故 障诊 断 中 的应
用 ．
２ ． １ Ｂ Ｐ网 络 诊 断 模 型 设 计
建 立接 收机 故 障 征兆 集 ． Ｘ一 ｛ ， ． ｚ 。 ， ｚ 。 ， ｚ ，
ｚ ５ ， ｚ ６ ｝ 和故 障 原 因 集 Ｙ一 ｛ ， ２ ， 。 ， ４ ， ｓ ｝ ． 式
其应用于武器装备电气系统的故障诊断中． 该 方 法 对 于 提 高 武 器 装 备 电 气 系 统 故 障 诊 断 的 准 确 率
具 有 良好 的 实 际 应 用 价 值 ．
关键词 ： Ｂ Ｐ神 经 网络 ； 故障诊断 ； 武器装备 ； 电气 系统
中图 法 分 类 号 ： ＴＰ ２ ０ ６ ＋． ３ ｄBiblioteka Baiduｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ３ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． ２ ０ ９ ５ － ３ ８ ４ ４ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ２ ． ０ ３ ３
所 占的 比重越来 越大 ， 根据 部 队技术 人员统 计 ， 在
障征 兆与诊 断结 果之 间 的关 系 ； 故 障诊 断时 ， 利用 已经 学 习训练好 的 网络 ， 通 过 输入 一 个 新 的 反 映
系统 状态 的故 障征兆 ， 得 到相应 的诊 断结果 ．
整个 武器 装备 系 统发 生 的故 障 中 ， 电气 系 统 故 障