摘要：工业过程中传感器数量众多且可靠性要求高,而传统定期检测评估其健康状况的方式不但费时费力且不能满足传感器智能化的发展需求。针对这一问题,提出了一种基于测量数据统计相关性的传感器自诊断设计方法。利用传感器测量数据建立其统计关系模型,借助自编码器提取传感器数据特征并将其编码为二进制形式。在同时考虑传感器测量数据统计独立和统计相关两种情况下,在有参考值时,通过引入故障检测概率和误检概率建立了独立统计模型实现传感器的故障自诊断;在无参考值情况下,借助高斯Copula函数建立多元统计依赖模型评估参数之间的相关性,并利用贝叶斯理论在不依赖参考值的情况下自学习获取传感器的健康状况。本研究以镍闪速炉系统为例,两种模式下测量系统中健康传感器的故障检测后验概率达到了0.92,即故障统计模型的参数与建模期望相符。实验结果表明,所提方法在两种模式下均能准确识别出测量系统中的故障传感器,验证了所提方法的有效性与可行性。

摘要：对于工业现场中传感器进行故障诊断时难以获取参考值的问题,本文提出了一种基于贝叶斯推理的无参考值情况下自诊断传感器设计方法.首先,运用传递熵方法对传感器之间存在的冗余关系进行量化评价,并借助β–二项分布建立传感器的故障统计模型;其次,利用贝叶斯推理对有参考和无参考时的传感器测量系统设计故障自诊断算法,对于无参考值情况下的传感器测量系统,通过引入观测值,进行自学习获取传感器的健康状况;最后,以镍闪速炉中的温度测量系统为例,验证了文中方法的可行性与有效性.

摘要：针对实际非线性系统传统方法难以实现可靠故障诊断的问题,采用粒子滤波算法,利用对数似然函数和作为评价指标,并借助自适应阈值的设计,研究了非线性非高斯系统的故障检测和故障隔离。阈值的选取,是准确判别系统是否发生故障的标准,本文通过分析非线性系统残差的统计特性,在判定残差统计特性成正态分布的基础上,设计了一种基于粒子滤波故障诊断的自适应阈值方法,减少了故障诊断的漏报和误报。通过非恒温连续搅拌水箱式反应堆的仿真实例,验证了该方法在故障诊断中的准确性和有效性。

摘要：针对一类具有参数不确定的非线性网络化控制系统,同时考虑网络延时和丢包的影响,基于T-S模糊模型建模,通过构造Lyapunov-Krasovskii泛函,推证出了确保非线性网络化控制系统在执行器或传感器发生失效故障时具有H_∞鲁棒完整性的时滞依赖充分条件,并以求解线性或非线性矩阵不等式的方式给出了控制器的设计方法.最后,仿真算例验证了所提方法的可行性和有效性.

摘要：提出一种基于残差评价策略的故障检测方法,在仅有系统残差数据的基础上,不依赖于系统解析模型进行故障检测,为基于数据驱动方法进行复杂系统的故障检测提供了新的理论依据.为了提高系统故障检测的准确性,在分析故障检测漏报率和误报率的基础上,对故障检测阈值进行优化设计,并通过对车辆电源系统可能发生的励磁系统故障进行故障检测,验证了所提出方法的准确性和有效性.

摘要：针对多电机同步控制系统的传感器故障问题,受复杂网络同步输出耦合矩阵概念的启发,基于其中的信息和结构冗余,设计表征不同传感器输出数据一致性的相似度矩阵,通过在线对矩阵中元素大小及特征值的判断实现对故障传感器的检测、定位与估计;依据故障诊断结果,通过引入可靠系数对均值反馈的加权修正,实现对故障传感器的隔离与系统的切换容错.所提方法的创新之处在于充分利用了数据驱动方法中便利的数据获取与基于模型方法中能反映机理特征的各自优势,实现了基于模型与基于数据方法的有机融合,避免了繁杂的理论推导,具有算法简单、不需要改变系统原有的拓扑结构、易于工程实现等特点,同时适用于多故障情形.仿真实验验证了所提方法的有效性.

摘要：提出了一种基于Kullback-Leibler(K-L)散度的非线性系统故障可诊断性量化评价和故障检测方法,在仅有系统解析模型的基础上,不依赖于系统故障诊断算法的选取而进行故障的可诊断性评价,从而在设计阶段为提高系统故障诊断能力提供理论依据.首先,以K-L散度方法为基础,对非线性系统进行故障可诊断性的量化评价研究,通过引入蒙特卡罗方法和稀疏内核密度方法,克服了K-L散度计算中残差概率密度函数难以估计和非线性结构的K-L散度计算复杂度高的困难;其次,在系统具有故障可检测性的基础上,通过计算K-L散度的距离差异度,进行非线性系统的故障检测,进而又分析了该方法故障检测的漏报率和误报率;最后,通过仿真实验验证该方法的准确性和有效性.

摘要：针对具有随机非线性和不确定性的网络化控制系统(networked control system, NCS),研究其自适应事件触发通讯机制与鲁棒容错控制的协同设计方法.首先,引入自适应事件触发通讯机制,其触发参数可自动适应系统动态误差的变化,能够最大程度地节约网络带宽;其次,集网络诱导时延、自适应事件触发通讯条件、执行器更一般的故障以及随机非线性和不确定性为一体,建立非均匀传输的网络化控制系统闭环数学模型,进而基于非连续的Lyapunov-Krasovskii函数推证出具有低通讯资源占有率的时滞/事件依赖的少保守性充分条件,并给出自适应事件触发通讯机制与鲁棒容错控制器的协同设计方法;最后,通过仿真算例进一步验证该方法可有效节约网络通讯资源,且控制性能良好.

摘要：针对机械系统由于长期使用所造成的性能下降,寿命缩短的问题,运用粒子滤波算法设计了一种寿命预测方法,可为机械设备进行适时维护,提高运行寿命,提供适当的理论依据。首先,采用多模型方法对机械设备运行过程进行建模,克服了传统单一模型难以描述其生命变化周期的缺陷;其次,借助于粒子滤波算法和系统模型切换矩阵,对系统运行状态进行预测,进而预测系统的运行寿命;最后,为了提高预测精度,设计了一种预测偏差的补偿算法,以期达到无偏预测的目的,并以高速列车车轴钢的裂纹生长为例,对文中方法的正确性和有效性进行了仿真验证。

摘要：针对一类具有参数不确定的非线性网络化控制系统,同时考虑网络延时和丢包的影响,采用动态输出反馈控制策略,基于T-S模糊模型建模,在对时延分段处理的情形下,推证出确保非线性网络化控制系统在执行器发生失效故障时具有鲁棒容错保性能的时滞依赖充分条件,并以求解LMIs的方式给出控制器的设计方法.由于证明引入了适当的自由权矩阵变量,特别是时延的分段处理,使所得结果具有较少保守性.最后以一个仿真算例验证文中所述方法的可行性和有效性.