掃一掃
關(guān)注中圖網(wǎng)
官方微博
>
隨機(jī)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的間歇故障檢測(cè)技術(shù)
本類(lèi)五星書(shū)更多>
-
>
貨幣大歷史:金融霸權(quán)與大國(guó)興衰六百年
-
>
(精)方力鈞作品圖錄
-
>
《藏書(shū)報(bào)》2021合訂本
-
>
(精)中國(guó)當(dāng)代書(shū)畫(huà)名家作品集·范碩:書(shū)法卷+繪畫(huà)卷(全2卷)
-
>
(噴繪樓閣版)女主臨朝:武則天的權(quán)力之路
-
>
書(shū)里掉出來(lái)一只狼+狼的故事-全2冊(cè)
-
>
奇思妙想創(chuàng)意玩具書(shū)(精裝4冊(cè))
中圖價(jià):¥93.2
加入購(gòu)物車(chē)
隨機(jī)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的間歇故障檢測(cè)技術(shù) 版權(quán)信息
- ISBN：9787030743541
- 條形碼：9787030743541 ; 978-7-03-074354-1
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊(cè)數(shù)：暫無(wú)
- 重量：暫無(wú)
- 所屬分類(lèi)：
隨機(jī)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的間歇故障檢測(cè)技術(shù) 本書(shū)特色
全面深入地研究了隨機(jī)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的執(zhí)行器和傳感器間歇故障檢測(cè)、定位和幅值估計(jì)問(wèn)題，分析了間歇故障的可檢測(cè)性，取得了有用的理論結(jié)論。
隨機(jī)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的間歇故障檢測(cè)技術(shù) 內(nèi)容簡(jiǎn)介
間歇故障是指能夠在同一位置不斷發(fā)生和消失，且故障活躍時(shí)間有限的一類(lèi)故障，具有隨機(jī)性、重復(fù)性和不連續(xù)性等特點(diǎn)。隨著數(shù)字技術(shù)的廣泛應(yīng)用，現(xiàn)代化復(fù)雜系統(tǒng)的故障本質(zhì)上多是間歇故障。因此，間歇故障檢測(cè)技術(shù)是提高系統(tǒng)可靠性、安全性的有效保證。現(xiàn)有的間歇故障檢測(cè)成果多為定性分析結(jié)論，很少考慮間歇故障隨機(jī)消失特性的檢測(cè)，更缺少對(duì)間歇故障可檢測(cè)性、檢測(cè)性能的定量分析。考慮到實(shí)際系統(tǒng)中不可避免地存在測(cè)量噪聲、時(shí)滯、模型不確定性、未知擾動(dòng)等多種情況，本書(shū)基于解析模型方法，根據(jù)不同的系統(tǒng)和已知信息，全面深入地研究了隨機(jī)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的執(zhí)行器和傳感器間歇故障檢測(cè)、定位和幅值估計(jì)問(wèn)題，分析了間歇故障的可檢測(cè)性，取得了有用的理論結(jié)論。
隨機(jī)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的間歇故障檢測(cè)技術(shù) 目錄
目錄
前言
主要符號(hào)對(duì)照表
第1章 緒論 1
1.1 引言 1
1.2 研究背景 4
1.2.1 電子電路系統(tǒng) 6
1.2.2 航空航天系統(tǒng) 8
1.2.3 電力電氣系統(tǒng) 9
1.2.4 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng) 10
1.3 間歇故障的主要類(lèi)型 11
1.3.1 執(zhí)行器間歇故障 11
1.3.2 傳感器間歇故障 12
1.4 間歇故障的研究方法 13
1.4.1 定性分析法 13
1.4.2 定量分析法 15
1.5 仿真分析 21
1.5.1 基于龍伯格觀測(cè)器的間歇故障檢測(cè) 21
1.5.2 基于卡爾曼濾波器的間歇故障檢測(cè)結(jié)果 23
1.5.3 基于Hi/H∞方法的間歇故障檢測(cè) 25
1.6 全書(shū)概況 26
參考文獻(xiàn) 29
第2章 線性定常隨機(jī)系統(tǒng)的間歇故障檢測(cè) 35
2.1 引言 35
2.2 問(wèn)題描述 36
2.3 殘差生成 37
2.4 殘差評(píng)價(jià) 40
2.5 間歇故障的可檢測(cè)性 40
2.6 仿真驗(yàn)證 42
2.7 本章小結(jié) 43
參考文獻(xiàn) 44
第3章 含未知擾動(dòng)的線性定常隨機(jī)系統(tǒng)間歇故障檢測(cè) 45
3.1 引言 45
3.2 基于未知輸入觀測(cè)器的方法 46
3.2.1 問(wèn)題描述 46
3.2.2 殘差生成 47
3.2.3 截?cái)鄽埐钚盘?hào)r（k，Δk）統(tǒng)計(jì)特性分析 50
3.2.4 間歇故障發(fā)生時(shí)刻檢測(cè) 51
3.2.5 間歇故障消失時(shí)刻檢測(cè) 52
3.2.6 間歇故障可檢測(cè)性分析 53
3.2.7 仿真驗(yàn)證 54
3.3 基于等價(jià)空間的方法 58
3.3.1 問(wèn)題描述 58
3.3.2 優(yōu)化標(biāo)量魯棒殘差設(shè)計(jì) 59
3.3.3 優(yōu)化標(biāo)量魯棒殘差ˉr（k，L）統(tǒng)計(jì)特性分析 62
3.3.4 間歇故障發(fā)生時(shí)刻檢測(cè) 63
3.3.5 間歇故障消失時(shí)刻檢測(cè) 64
3.3.6 間歇故障可檢測(cè)性分析 64
3.3.7 間歇故障檢測(cè)性能分析 67
3.3.8 設(shè)計(jì)參數(shù)選擇 68
3.3.9 仿真驗(yàn)證 68
3.4 本章小結(jié) 72
參考文獻(xiàn) 72
第4章 含模型不確定性的線性定常隨機(jī)系統(tǒng)間歇故障檢測(cè) 75
4.1 引言 75
4.2 問(wèn)題描述 76
4.3 含模型不確定性系統(tǒng)的間歇故障檢測(cè) 77
4.3.1 間歇故障殘差設(shè)計(jì) 77
4.3.2 截?cái)鄽埐罱y(tǒng)計(jì)特性分析 81
4.3.3 間歇故障發(fā)生時(shí)刻檢測(cè) 82
4.3.4 間歇故障消失時(shí)刻檢測(cè) 83
4.3.5 間歇故障分離策略 83
4.3.6 間歇故障檢測(cè)算法 84
4.4 仿真驗(yàn)證 85
4.5 本章小結(jié) 90
參考文獻(xiàn) 90
第5章 定常時(shí)滯隨機(jī)系統(tǒng)的間歇故障診斷 92
5.1 引言 92
5.2 問(wèn)題描述 93
5.3 間歇故障的檢測(cè)和幅值估計(jì)方法 96
5.3.1 截?cái)嗍綒埐钤O(shè)計(jì) 96
5.3.2 間歇故障發(fā)生時(shí)刻和消失時(shí)刻檢測(cè).98
5.3.3 間歇故障幅值估計(jì) 100
5.4 間歇故障可檢測(cè)性和檢測(cè)性能分析 101
5.4.1 可檢測(cè)性分析 101
5.4.2 誤報(bào)率和漏報(bào)率 102
5.5 仿真驗(yàn)證 103
5.6 本章小結(jié) 108
參考文獻(xiàn) 108
第6章 含未知擾動(dòng)的線性隨機(jī)周期時(shí)滯系統(tǒng)的間歇故障診斷 112
6.1 引言 112
6.2 問(wèn)題描述 113
6.3 周期時(shí)滯系統(tǒng)的間歇故障檢測(cè)方法 118
6.3.1 魯棒殘差設(shè)計(jì) 118
6.3.2 間歇故障發(fā)生時(shí)刻和消失時(shí)刻檢測(cè) 120
6.3.3 間歇故障可檢測(cè)性分析 122
6.4 仿真驗(yàn)證 123
6.5 本章小結(jié) 127
參考文獻(xiàn) 127
第7章 含未知擾動(dòng)的線性隨機(jī)閉環(huán)時(shí)滯系統(tǒng)的傳感器間歇故障檢測(cè) 129
7.1 引言 129
7.2 問(wèn)題描述 130
7.3 閉環(huán)隨機(jī)系統(tǒng)間歇故障檢測(cè)方法 134
7.3.1 修正觀測(cè)器設(shè)計(jì) 134
7.3.2 截?cái)嗍綒埐钤O(shè)計(jì) 136
7.3.3 間歇故障發(fā)生時(shí)刻和消失時(shí)刻的檢測(cè) 138
7.4 間歇故障可檢測(cè)性和檢測(cè)性能分析 140
7.4.1 可檢測(cè)性分析 140
7.4.2 誤報(bào)率和漏報(bào)率 142
7.5 仿真驗(yàn)證 142
7.6 本章小結(jié) 148
參考文獻(xiàn) 148
第8章 多智能體線性定常隨機(jī)系統(tǒng)的間歇故障診斷 150
8.1 引言 150
8.2 問(wèn)題描述 151
8.3 多智能體間歇故障檢測(cè)和定位方法 153
8.3.1 降維觀測(cè)器設(shè)計(jì) 153
8.3.2 截?cái)嗍綒埐钤O(shè)計(jì) 157
8.3.3 間歇故障的檢測(cè)和定位 158
8.4 間歇故障可檢測(cè)性和檢測(cè)性能分析 162
8.4.1 間歇故障可檢測(cè)性 162
8.4.2 誤報(bào)率和漏報(bào)率 164
8.5 實(shí)驗(yàn)仿真 165
8.6 本章小結(jié) 170
參考文獻(xiàn) 170
第9章 傳感器網(wǎng)絡(luò)線性隨機(jī)時(shí)滯系統(tǒng)的間歇故障診斷 173
9.1 引言 173
9.2 問(wèn)題描述 174
9.3 傳感器網(wǎng)絡(luò)間歇故障檢測(cè)和定位方法 177
9.3.1 分布式觀測(cè)器設(shè)計(jì) 177
9.3.2 截?cái)嗍綒埐钤O(shè)計(jì) 178
9.3.3 間歇故障發(fā)生時(shí)刻和消失時(shí)刻的檢測(cè) 180
9.4 間歇故障可檢測(cè)性分析 184
9.5 實(shí)驗(yàn)仿真 186
9.6 本章小結(jié) 191
參考文獻(xiàn) 191
第10章 線性時(shí)變隨機(jī)系統(tǒng)的間歇故障檢測(cè) 194
10.1 引言 194
10.2 基于MHE的間歇故障檢測(cè) 195
10.2.1 問(wèn)題描述 195
10.2.2 滾動(dòng)時(shí)域估計(jì) 195
10.2.3 殘差設(shè)計(jì) 198
10.2.4 可檢測(cè)性分析 202
10.2.5 仿真分析 203
10.3 基于等價(jià)空間法的間歇故障檢測(cè) 205
10.3.1 問(wèn)題描述 205
10.3.2 殘差設(shè)計(jì) 207
10.3.3 間歇故障的檢測(cè) 208
10.3.4 仿真分析 209
10.4 本章小結(jié) 212
參考文獻(xiàn) 212
第11章 非線性隨機(jī)系統(tǒng)的間歇故障檢測(cè) 214
11.1 引言 214
11.2 基于MHE的非線性隨機(jī)系統(tǒng)間歇故障檢測(cè) 215
11.2.1 問(wèn)題描述 215
11.2.2 間歇故障檢測(cè)算法 216
11.2.3 仿真分析 218
11.3 本章小結(jié) 220
參考文獻(xiàn) 220
第12章 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 222
12.1 三容水箱系統(tǒng)的間歇泄漏故障檢測(cè)實(shí)驗(yàn) 222
12.1.1 引言 222
12.1.2 三容水箱建模及故障分析 223
12.1.3 閉環(huán)控制系統(tǒng)的間歇故障檢測(cè)原理 225
12.1.4 仿真驗(yàn)證 228
12.1.5 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 229
12.1.6 小結(jié) 232
12.2 三軸加速度計(jì)的傳感器間歇故障檢測(cè)實(shí)驗(yàn) 233
12.2.1 引言 233
12.2.2 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)簡(jiǎn)介 233
12.2.3 三軸加速度計(jì)測(cè)量模型 234
12.2.4 間歇故障檢測(cè)方法 236
12.2.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 239
12.2.6 小結(jié) 240
前言
主要符號(hào)對(duì)照表
第1章 緒論 1
1.1 引言 1
1.2 研究背景 4
1.2.1 電子電路系統(tǒng) 6
1.2.2 航空航天系統(tǒng) 8
1.2.3 電力電氣系統(tǒng) 9
1.2.4 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng) 10
1.3 間歇故障的主要類(lèi)型 11
1.3.1 執(zhí)行器間歇故障 11
1.3.2 傳感器間歇故障 12
1.4 間歇故障的研究方法 13
1.4.1 定性分析法 13
1.4.2 定量分析法 15
1.5 仿真分析 21
1.5.1 基于龍伯格觀測(cè)器的間歇故障檢測(cè) 21
1.5.2 基于卡爾曼濾波器的間歇故障檢測(cè)結(jié)果 23
1.5.3 基于Hi/H∞方法的間歇故障檢測(cè) 25
1.6 全書(shū)概況 26
參考文獻(xiàn) 29
第2章 線性定常隨機(jī)系統(tǒng)的間歇故障檢測(cè) 35
2.1 引言 35
2.2 問(wèn)題描述 36
2.3 殘差生成 37
2.4 殘差評(píng)價(jià) 40
2.5 間歇故障的可檢測(cè)性 40
2.6 仿真驗(yàn)證 42
2.7 本章小結(jié) 43
參考文獻(xiàn) 44
第3章 含未知擾動(dòng)的線性定常隨機(jī)系統(tǒng)間歇故障檢測(cè) 45
3.1 引言 45
3.2 基于未知輸入觀測(cè)器的方法 46
3.2.1 問(wèn)題描述 46
3.2.2 殘差生成 47
3.2.3 截?cái)鄽埐钚盘?hào)r（k，Δk）統(tǒng)計(jì)特性分析 50
3.2.4 間歇故障發(fā)生時(shí)刻檢測(cè) 51
3.2.5 間歇故障消失時(shí)刻檢測(cè) 52
3.2.6 間歇故障可檢測(cè)性分析 53
3.2.7 仿真驗(yàn)證 54
3.3 基于等價(jià)空間的方法 58
3.3.1 問(wèn)題描述 58
3.3.2 優(yōu)化標(biāo)量魯棒殘差設(shè)計(jì) 59
3.3.3 優(yōu)化標(biāo)量魯棒殘差ˉr（k，L）統(tǒng)計(jì)特性分析 62
3.3.4 間歇故障發(fā)生時(shí)刻檢測(cè) 63
3.3.5 間歇故障消失時(shí)刻檢測(cè) 64
3.3.6 間歇故障可檢測(cè)性分析 64
3.3.7 間歇故障檢測(cè)性能分析 67
3.3.8 設(shè)計(jì)參數(shù)選擇 68
3.3.9 仿真驗(yàn)證 68
3.4 本章小結(jié) 72
參考文獻(xiàn) 72
第4章 含模型不確定性的線性定常隨機(jī)系統(tǒng)間歇故障檢測(cè) 75
4.1 引言 75
4.2 問(wèn)題描述 76
4.3 含模型不確定性系統(tǒng)的間歇故障檢測(cè) 77
4.3.1 間歇故障殘差設(shè)計(jì) 77
4.3.2 截?cái)鄽埐罱y(tǒng)計(jì)特性分析 81
4.3.3 間歇故障發(fā)生時(shí)刻檢測(cè) 82
4.3.4 間歇故障消失時(shí)刻檢測(cè) 83
4.3.5 間歇故障分離策略 83
4.3.6 間歇故障檢測(cè)算法 84
4.4 仿真驗(yàn)證 85
4.5 本章小結(jié) 90
參考文獻(xiàn) 90
第5章 定常時(shí)滯隨機(jī)系統(tǒng)的間歇故障診斷 92
5.1 引言 92
5.2 問(wèn)題描述 93
5.3 間歇故障的檢測(cè)和幅值估計(jì)方法 96
5.3.1 截?cái)嗍綒埐钤O(shè)計(jì) 96
5.3.2 間歇故障發(fā)生時(shí)刻和消失時(shí)刻檢測(cè).98
5.3.3 間歇故障幅值估計(jì) 100
5.4 間歇故障可檢測(cè)性和檢測(cè)性能分析 101
5.4.1 可檢測(cè)性分析 101
5.4.2 誤報(bào)率和漏報(bào)率 102
5.5 仿真驗(yàn)證 103
5.6 本章小結(jié) 108
參考文獻(xiàn) 108
第6章 含未知擾動(dòng)的線性隨機(jī)周期時(shí)滯系統(tǒng)的間歇故障診斷 112
6.1 引言 112
6.2 問(wèn)題描述 113
6.3 周期時(shí)滯系統(tǒng)的間歇故障檢測(cè)方法 118
6.3.1 魯棒殘差設(shè)計(jì) 118
6.3.2 間歇故障發(fā)生時(shí)刻和消失時(shí)刻檢測(cè) 120
6.3.3 間歇故障可檢測(cè)性分析 122
6.4 仿真驗(yàn)證 123
6.5 本章小結(jié) 127
參考文獻(xiàn) 127
第7章 含未知擾動(dòng)的線性隨機(jī)閉環(huán)時(shí)滯系統(tǒng)的傳感器間歇故障檢測(cè) 129
7.1 引言 129
7.2 問(wèn)題描述 130
7.3 閉環(huán)隨機(jī)系統(tǒng)間歇故障檢測(cè)方法 134
7.3.1 修正觀測(cè)器設(shè)計(jì) 134
7.3.2 截?cái)嗍綒埐钤O(shè)計(jì) 136
7.3.3 間歇故障發(fā)生時(shí)刻和消失時(shí)刻的檢測(cè) 138
7.4 間歇故障可檢測(cè)性和檢測(cè)性能分析 140
7.4.1 可檢測(cè)性分析 140
7.4.2 誤報(bào)率和漏報(bào)率 142
7.5 仿真驗(yàn)證 142
7.6 本章小結(jié) 148
參考文獻(xiàn) 148
第8章 多智能體線性定常隨機(jī)系統(tǒng)的間歇故障診斷 150
8.1 引言 150
8.2 問(wèn)題描述 151
8.3 多智能體間歇故障檢測(cè)和定位方法 153
8.3.1 降維觀測(cè)器設(shè)計(jì) 153
8.3.2 截?cái)嗍綒埐钤O(shè)計(jì) 157
8.3.3 間歇故障的檢測(cè)和定位 158
8.4 間歇故障可檢測(cè)性和檢測(cè)性能分析 162
8.4.1 間歇故障可檢測(cè)性 162
8.4.2 誤報(bào)率和漏報(bào)率 164
8.5 實(shí)驗(yàn)仿真 165
8.6 本章小結(jié) 170
參考文獻(xiàn) 170
第9章 傳感器網(wǎng)絡(luò)線性隨機(jī)時(shí)滯系統(tǒng)的間歇故障診斷 173
9.1 引言 173
9.2 問(wèn)題描述 174
9.3 傳感器網(wǎng)絡(luò)間歇故障檢測(cè)和定位方法 177
9.3.1 分布式觀測(cè)器設(shè)計(jì) 177
9.3.2 截?cái)嗍綒埐钤O(shè)計(jì) 178
9.3.3 間歇故障發(fā)生時(shí)刻和消失時(shí)刻的檢測(cè) 180
9.4 間歇故障可檢測(cè)性分析 184
9.5 實(shí)驗(yàn)仿真 186
9.6 本章小結(jié) 191
參考文獻(xiàn) 191
第10章 線性時(shí)變隨機(jī)系統(tǒng)的間歇故障檢測(cè) 194
10.1 引言 194
10.2 基于MHE的間歇故障檢測(cè) 195
10.2.1 問(wèn)題描述 195
10.2.2 滾動(dòng)時(shí)域估計(jì) 195
10.2.3 殘差設(shè)計(jì) 198
10.2.4 可檢測(cè)性分析 202
10.2.5 仿真分析 203
10.3 基于等價(jià)空間法的間歇故障檢測(cè) 205
10.3.1 問(wèn)題描述 205
10.3.2 殘差設(shè)計(jì) 207
10.3.3 間歇故障的檢測(cè) 208
10.3.4 仿真分析 209
10.4 本章小結(jié) 212
參考文獻(xiàn) 212
第11章 非線性隨機(jī)系統(tǒng)的間歇故障檢測(cè) 214
11.1 引言 214
11.2 基于MHE的非線性隨機(jī)系統(tǒng)間歇故障檢測(cè) 215
11.2.1 問(wèn)題描述 215
11.2.2 間歇故障檢測(cè)算法 216
11.2.3 仿真分析 218
11.3 本章小結(jié) 220
參考文獻(xiàn) 220
第12章 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 222
12.1 三容水箱系統(tǒng)的間歇泄漏故障檢測(cè)實(shí)驗(yàn) 222
12.1.1 引言 222
12.1.2 三容水箱建模及故障分析 223
12.1.3 閉環(huán)控制系統(tǒng)的間歇故障檢測(cè)原理 225
12.1.4 仿真驗(yàn)證 228
12.1.5 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 229
12.1.6 小結(jié) 232
12.2 三軸加速度計(jì)的傳感器間歇故障檢測(cè)實(shí)驗(yàn) 233
12.2.1 引言 233
12.2.2 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)簡(jiǎn)介 233
12.2.3 三軸加速度計(jì)測(cè)量模型 234
12.2.4 間歇故障檢測(cè)方法 236
12.2.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 239
12.2.6 小結(jié) 240
展開(kāi)全部
隨機(jī)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的間歇故障檢測(cè)技術(shù) 節(jié)選
第1章緒論 1.1引言 隨著科技的進(jìn)步與發(fā)展，系統(tǒng)的自動(dòng)化程度和復(fù)雜度越來(lái)越高，規(guī)模越來(lái)越大。一方面，人們對(duì)系統(tǒng)的研究不斷深入，研究對(duì)象逐漸從靜態(tài)系統(tǒng)向動(dòng)態(tài)系統(tǒng)、從確定性系統(tǒng)向隨機(jī)系統(tǒng)轉(zhuǎn)變，研究的數(shù)學(xué)工具從單純的數(shù)據(jù)處理方法轉(zhuǎn)變?yōu)榛跔顟B(tài)空間方程的解析模型方法。另一方面，人們對(duì)系統(tǒng)性能提出了更高的要求，系統(tǒng)的可靠性和安全性日益引起人們的關(guān)注。現(xiàn)今，系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性已經(jīng)成為自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中*為重要的問(wèn)題之一，為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，傳統(tǒng)的方法是采用質(zhì)量更高和穩(wěn)定性更好的系統(tǒng)組件，然而這些組件并不能保證系統(tǒng)始終處于無(wú)故障的運(yùn)行狀態(tài)。雖然在這些性能更強(qiáng)的組件支持下，系統(tǒng)能夠在長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)保持正常工作，但是間歇故障時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重威脅著系統(tǒng)的安全性和可靠性。 根據(jù)IFAC安全過(guò)程技術(shù)委員會(huì)給出的定義，故障是指系統(tǒng)的參數(shù)或特性超出了通常的或標(biāo)準(zhǔn)的范圍。根據(jù)故障持續(xù)時(shí)間不同，系統(tǒng)故障可進(jìn)一步被劃分為永久故障和間歇故障（見(jiàn)表1.1）。永久故障指的是：假設(shè)故障一旦出現(xiàn)，除非通過(guò)某種干預(yù)來(lái)消除，否則故障將永久存在。盡管關(guān)于這方面的研究已經(jīng)取得了大量的成果，但是永久故障的發(fā)生意味著系統(tǒng)性能已經(jīng)下降，如果系統(tǒng)不能得到及時(shí)維修，則不能消除故障帶來(lái)的隱患。隨著現(xiàn)代技術(shù)的快速發(fā)展，針對(duì)間歇故障（Intermittent Fault，IF）的研究正受到越來(lái)越多的關(guān)注。按照IEEE標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語(yǔ)詞典的定義間歇故障是一種由于同一種原因而反復(fù)出現(xiàn)，每次持續(xù)時(shí)間有限，且不經(jīng)外部補(bǔ)償措施可以自行消失，從而使系統(tǒng)重新恢復(fù)可接受性能的故障。 對(duì)于一個(gè)存在間歇故障的系統(tǒng)，在間歇故障活躍時(shí)，系統(tǒng)可能會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤結(jié)果；在間歇故障不活躍時(shí)，系統(tǒng)又將輸出正確結(jié)果。間歇故障具有隨機(jī)性和累積性，表現(xiàn)為在線檢測(cè)時(shí)可被發(fā)現(xiàn)，而離線檢測(cè)時(shí)則難以發(fā)現(xiàn)，隨著時(shí)間的推移，間歇故障的幅值、頻率和持續(xù)時(shí)間會(huì)逐漸變大，*終可演變?yōu)橛谰霉收稀Ｔ跊](méi)有得到及時(shí)處理的情況下，間歇故障的表現(xiàn)形式如圖1.1所示，在故障發(fā)生的初始階段，幅值較小，類(lèi)似于微小的噪聲和干擾，隨著時(shí)間的推移，故障的幅值與持續(xù)時(shí)間逐漸增加，表現(xiàn)出明顯的間歇性，逐漸演變?yōu)閲?yán)重的間歇故障，*終可能會(huì)演變?yōu)橛谰霉收希踔烈l(fā)災(zāi)難性事故。 由于缺乏有效的檢測(cè)技術(shù)，系統(tǒng)故障往往直接危害現(xiàn)代工業(yè)系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行，帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失甚至危害人民群眾生命安全。例如，2008年，一架美軍B-2隱形轟炸機(jī)自關(guān)島空軍基地起飛時(shí)墜毀，原因是該轟炸機(jī)外部24個(gè)傳感器中的3個(gè)受潮發(fā)生故障，造成飛機(jī)控制系統(tǒng)功能紊亂，其直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)14億美元；2011年“7.23”甬溫線重大鐵路交通事故的部分原因是雷擊導(dǎo)致通信設(shè)備故障，且檢測(cè)故障不準(zhǔn)導(dǎo)致故障不能及時(shí)維修，其直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)19371.65萬(wàn)元，且造成40人死亡，172人受傷；在2018年10月29日和2019年3月10日，印度尼西亞獅子航空公司和埃塞俄比亞航空公司的兩架737MAX8客機(jī)相繼在執(zhí)飛商業(yè)航班過(guò)程中失事，失事的兩架飛機(jī)很可能是因?yàn)橛翘綔y(cè)器在高速環(huán)境下出現(xiàn)故障，導(dǎo)致獲得的迎角信號(hào)過(guò)大，錯(cuò)誤地觸發(fā)了機(jī)動(dòng)特性增強(qiáng)模式[3]；此外，2019年泉城站“11.22”爆燃事故是因變壓器高壓套管故障引發(fā)爆燃，事故造成1人死亡，2人重傷。在以上案例中，由于運(yùn)行時(shí)間增加，工作環(huán)境惡劣以及設(shè)計(jì)缺陷等，系統(tǒng)性能水平明顯低于正常水平，難以完成預(yù)期功能，也說(shuō)明了系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中難免發(fā)生故障。鑒于間歇故障具有演變?yōu)橛谰霉收系娘L(fēng)險(xiǎn)，若能對(duì)間歇故障很好地檢測(cè)，可以起到對(duì)永久故障的預(yù)防作用，從而在不破壞系統(tǒng)性能的情況下及時(shí)維護(hù)和維修。 因此，隨機(jī)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的間歇故障診斷技術(shù)研究具有重要意義。隨機(jī)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的故障診斷主要包括三個(gè)方面：故障檢測(cè)、故障分離、故障估計(jì)。故障檢測(cè)是指確定故障是否發(fā)生和故障發(fā)生的時(shí)間；故障分離是對(duì)不同的故障進(jìn)行定位和分類(lèi)；故障估計(jì)主要是確定故障的大小。精確診斷間歇故障的幅值、故障活躍時(shí)間、故障間隔時(shí)間、故障發(fā)生時(shí)間和消失時(shí)間等數(shù)字特征具有重要意義。如圖1.2所示，若間歇故障建模為脈沖形式，則h為間歇故障幅值，T!和分別為間歇故障的發(fā)生時(shí)刻和消失時(shí)刻，d，和d2分別為間歇故障的活躍時(shí)間和間隔時(shí)間。首先，需要精確檢測(cè)間歇故障的發(fā)生和消失，由于間歇故障隨機(jī)發(fā)生和消失，當(dāng)檢測(cè)到故障發(fā)生后，可能在對(duì)系統(tǒng)的進(jìn)一步研究中，故障已經(jīng)消失，按照傳統(tǒng)的故障檢測(cè)邏輯，可能誤將系統(tǒng)診斷為無(wú)故障，從而使系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行在間歇故障環(huán)境下，對(duì)系統(tǒng)危害極大；其次，若間歇故障的幅值較小且活躍時(shí)間較短，頻繁的停機(jī)檢修會(huì)帶來(lái)生產(chǎn)效率的下降和維修成本的增加。盡管間歇故障在許多領(lǐng)域都很常見(jiàn)，但是現(xiàn)有的故障檢測(cè)方法大多不能精確診斷間歇故障的以上特征，專(zhuān)門(mén)針對(duì)間歇故障以上特征進(jìn)行的研究很少，這主要是因?yàn)殚g歇故障的檢測(cè)與永久故障的檢測(cè)相比，更加困難。 檢測(cè)環(huán)節(jié)是故障診斷的首要環(huán)節(jié)，盡管早在20世紀(jì)70年代就有人對(duì)間歇故障開(kāi)展了研究，但是系統(tǒng)性的間歇故障檢測(cè)理論一直不夠豐富和完善，主要原因是間歇故障不同于永久故障，關(guān)于永久故障的相關(guān)理論不能直接應(yīng)用于間歇故障，其主要檢測(cè)難點(diǎn)在于以下幾個(gè)方面。 （1）檢測(cè)實(shí)時(shí)性要求高。間歇故障檢測(cè)不僅要在故障消失前檢測(cè)到故障的發(fā)生時(shí)刻，還要在下一次故障發(fā)生前檢測(cè)到故障的消失時(shí)刻。而間歇故障的持續(xù)時(shí)間很短，發(fā)生時(shí)間隨機(jī)，所以要求間歇故障的檢測(cè)具有良好的實(shí)時(shí)性。 （2）早期故障檢測(cè)困難。間歇故障早期的幅值小，故障癥狀不明顯，容易湮沒(méi)在噪聲和系統(tǒng)不確定性干擾中，導(dǎo)致檢測(cè)困難。 （3）離線檢測(cè)困難。不同于永久故障可以離線測(cè)試，間歇故障的出現(xiàn)條件不清晰，難以被激活，對(duì)其線下檢測(cè)需要大量的測(cè)試資源，因此不宜做離線檢測(cè)。 傳統(tǒng)的故障診斷技術(shù)經(jīng)過(guò)多年發(fā)展已經(jīng)較為成熟，在眾多的故障診斷技術(shù)中，基于解析模型的方法以現(xiàn)代控制理論為基礎(chǔ)，依托日益發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)，對(duì)在線精確檢測(cè)故障具有獨(dú)*優(yōu)勢(shì)。同樣地，間歇故障作為其中一種故障形式，也可以利用基于解析模型的方法進(jìn)行研究。近年來(lái)的研究表明，基于解析模型的方法使得間歇故障的檢測(cè)精度更高，而檢測(cè)技術(shù)的進(jìn)步促進(jìn)了人們對(duì)解析模型構(gòu)建的系統(tǒng)有更深入的理解。從根本上講，間歇故障檢測(cè)的目的不僅僅在于分析系統(tǒng)性能以檢測(cè)間歇故障，而且要判斷系統(tǒng)基本動(dòng)態(tài)特性是否允許間歇故障被檢測(cè)，在系統(tǒng)的解析模型已經(jīng)建立的情況下，得到關(guān)于間歇故障可檢測(cè)性的一些基本結(jié)論，進(jìn)一步地，分析間歇故障的可分離性與定位問(wèn)題。因此，基于解析模型的間歇故障檢測(cè)研究對(duì)認(rèn)識(shí)間歇故障工作機(jī)理、指導(dǎo)間歇故障的檢測(cè)具有重要意義。 針對(duì)不同的目標(biāo)和采用不同的技術(shù)，往往能建立不同的系統(tǒng)解析模型，這也是各種基于解析模型的間歇故障檢測(cè)技術(shù)的主要區(qū)別。根據(jù)系統(tǒng)的解析模型不同，間歇故障的檢測(cè)理論主要經(jīng)歷了線性定常系統(tǒng)到線性時(shí)變系統(tǒng)的間歇故障檢測(cè)研究過(guò)程；而系統(tǒng)中的未知擾動(dòng)、隨機(jī)時(shí)滯等問(wèn)題使得間歇故障檢測(cè)的復(fù)雜度增加，在此方面，含有未知擾動(dòng)的線性時(shí)變系統(tǒng)的間歇故障檢測(cè)理論得到進(jìn)一步的完善。此外，針對(duì)非線性系統(tǒng)，間歇故障檢測(cè)技術(shù)得到了初步的研究，但是由于非線性系統(tǒng)的間歇故障難以像線性系統(tǒng)那樣與狀態(tài)變量等解耦，非線性系統(tǒng)的間歇故障檢測(cè)尤為困難，目前的理論成果尚不完善。 綜上所述，基于解析模型的間歇故障檢測(cè)理論在探討間歇故障的可檢測(cè)性，設(shè)計(jì)間歇故障的檢測(cè)、分離和定位方法等方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)，對(duì)防止早期故障演變?yōu)橛谰霉收暇哂兄匾饬x。但目前仍缺乏間歇故障檢測(cè)理論較為系統(tǒng)的總結(jié)，本書(shū)旨在總結(jié)基于解析模型的間歇故障檢測(cè)理論，以期在此方面有更大突破。 1.2研究背景 由于間歇故障具有自我恢復(fù)能力，起初對(duì)間歇故障的研究并沒(méi)有像永久故障一樣得到太多的關(guān)注。但在電子工業(yè)中間歇故障經(jīng)常發(fā)生且難以解釋其發(fā)生原因，隨著對(duì)系統(tǒng)安全重視程度的提高，人們對(duì)間歇故障的發(fā)生機(jī)理和檢測(cè)技術(shù)的研究表現(xiàn)出了越來(lái)越多的需求。2008～2014年，IEEE組織了9次主題為“預(yù)測(cè)與健康管理”和“預(yù)測(cè)與系統(tǒng)健康管理”的國(guó)際會(huì)議，將間歇故障診斷這一研究領(lǐng)域推向新的研究熱潮，為了更清楚地說(shuō)明這一增長(zhǎng)趨勢(shì)，本書(shū)作者于2022年3月15日在WebofScience數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行了相關(guān)文獻(xiàn)檢索，首先以“intermittent fault”或“intermittent faults”為關(guān)鍵詞進(jìn)行了主題和標(biāo)題的精確檢索，注意這里的關(guān)鍵詞均包括引號(hào)，確保搜索結(jié)果的精確性，之后又以這兩個(gè)關(guān)鍵詞進(jìn)行了主題和標(biāo)題的模糊檢索，檢索結(jié)果如表1.2所示。將檢索范圍限定為2010～2021年，圖1.3顯不了檢索結(jié)果主題精確含有“intermittent fault”或“intermittent faults”關(guān)鍵詞的文獻(xiàn)數(shù)量大體呈上升趨勢(shì)，具有波動(dòng)式上升的特點(diǎn)。圖1.4顯示了其間主題中模糊包含intermitttent和fault詞匯的相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)量，不僅在數(shù)量上遠(yuǎn)多于精確檢索結(jié)果，上升趨勢(shì)也更為明顯，在2016～2020年相關(guān)文獻(xiàn)尤其多。近年來(lái)，隨著間歇故障診斷問(wèn)題在線性系統(tǒng)方面的突破和人工智能技術(shù)的發(fā)展，相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)量增長(zhǎng)較快，然而微小間歇故障，以及非線性系統(tǒng)的間歇故障診斷問(wèn)題等研究難度大，目前尚缺乏相關(guān)成果。 1.2.1電子電路系統(tǒng) 電子電路中故障分為永久故障、瞬時(shí)故障與間歇故障[4]。在電子電路系統(tǒng)中，永久故障指的是不可以自發(fā)地從故障狀態(tài)回到正常狀態(tài)的故障，對(duì)系統(tǒng)的正常工作有持續(xù)影響；瞬時(shí)故障通常是由粒子輻射、電磁波或者電源波動(dòng)引起的故障，且發(fā)生是瞬時(shí)的，一般不是元件故障；間歇故障可以自動(dòng)地從故障狀態(tài)回到正常狀態(tài)，一般情況下，間歇故障一旦發(fā)生，就會(huì)在某一位置反復(fù)發(fā)生。瞬時(shí)故障和間
書(shū)友推薦
- >
羅庸西南聯(lián)大授課錄
- >
唐代進(jìn)士錄
- >
推拿
- >
莉莉和章魚(yú)
- >
人文閱讀與收藏·良友文學(xué)叢書(shū):一天的工作
- >
【精裝繪本】畫(huà)給孩子的中國(guó)神話
- >
巴金－再思錄
- >
中國(guó)人在烏蘇里邊疆區(qū):歷史與人類(lèi)學(xué)概述
本類(lèi)暢銷(xiāo)
