基于模型的故障诊断关键技术研究

admin · 发表于 2022-9-30 13:25:46

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故障诊断技术对于确保航天器运行的安全性和可靠性至关重要，而基于模型的故障诊断技术是其中极为重要的技术分支。本学位论文以航天器电源一类系统为应用背景，对基于模型的故障诊断技术及其在航天领域中的应用进行了深入的研究，根据航天器电源系统的特点和典型故障模式，提出了一个两级故障诊断策略，第一步实现单元级的故障诊断，第二步实现部件级的故障诊断。首先研究了用于单元级故障诊断的基于有向图模型的故障诊断理论。在深入分析故障传播有向图和符号有向图特点的基础上，提出了一个扩展符号有向图模型；为了减小基于有向图的故障诊断时的故障源搜索空间，采用对系统有向图模型进行分层重构的思路，通过搜索不相容支路找出故障源候选集合，并且利用故障概率对候选故障源进行故障可能性的排序，提高了故障诊断结果准确性。针对基于有向图的故障诊断速度低的题目，结合有向图建模简单和专家系统推理快速的特点，提出了一个基于有向图和专家系统结合诊断的新方法。利用基于有向图的故障诊断方法获取专家系统诊断时所需要的事实表和规则库，然后利用专家系统中的RETE推理机制，快速完成推理过程。其次研究了用于部件级故障诊断的基于谓词逻辑模型的故障诊断理论，主要包括系统建模理论和诊断推理算法。针对候选故障源较多的题目，提出了通过增加测点方式进行诊断鉴别的具体方法。同时，为了解决基于谓词逻辑模型的故障诊断方法难以应用的题目，提出了一个基于模型和案例的结合诊断策略。利用基于模型的故障诊断方法实现案例知识的获取，然后通过基于案例的推理方式完成故障诊断过程。最后深入分析了航天器电源系统的组成结构以及典型故障模式。建立了航天器电源系统的有向图模型，实现单元级的故障诊断。然后通过基于模型的故障诊断方法完成部件级的故障诊断，诊断结果准确而且完备，验证了所提出的两级故障诊断方法的有效性。

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