智能BIT诊断方法研究及其在多电飞机电源系统中的应用

西北工业大学博士学位论文智能BIT诊断方法研究及其在多电飞机电源系统中的应用姓名：刘震申请学位级别：博士专业：检测技术与自动化装置指导教师：林辉20061101智能BIT诊断方法研究及其在多电飞机电源系统中的应用作者：刘震学位授予单位：西北工业大学相似文献(10条)1.期刊论文张超.马存宝.宋东.许家栋.ZHANGChao.MACun-bao.SONGDong.XUJia-dong基于动态故障树分析的容错系统机内测试诊断策略设计-兵工学报2008,29(5)由于大量采用各种容错技术,复杂航空航天系统具有动态随机性故障,已不再适合采用基于静态故障机理的传统故障诊断策略设计方法对其进行机内测试(BIT)设计.为此,以动态故障树模型为基础,综合考虑可靠性和测试费用等因素,提出了一种面向复杂容错系统的BIT诊断策略设计新方法.引入费用诊断重要度(CDIF)来衡量测试费用对BIT故障诊断的影响,结合独立子树、二元决策图和Markov链对动态故障树进行定性和定量分析,据此构建出基于最小割集(MCS)/最小顺序割集(MCSS)和CDIF的BIT诊断决策树.在某容错电子系统BIT设计中的应用验证了该方法的有效性与工程实用性,与基于AO*搜索和基于贪婪算法的两种诊断策略设计方法比较可知该方法的计算复杂度更小.2.期刊论文徐永成.温熙森.易晓山.刘冠军机内测试技术发展趋势分析-测控技术2001,20(8)近20年来,机内测试(BIT,Built-InTest)技术从理论到应用取得了显著进展,已成为提高复杂系统测试性、维修性的有效途径,并大量应用于大型军用装备、航空航天系统当中,应用范围正进一步扩展到民用大型复杂设备.本文从BIT与ATE的日渐融合、机电BIT发展方向、BIT发展为集状态监控、故障诊断、控制决策于一体的综合系统、智能理论与技术在BIT中的应用等4个方面详细分析了BIT理论与技术的发展趋势,对我国相关领域特别是军事工业领域BIT的深入研究与应用具有一定参考价值.3.学位论文朱霞基于故障树分析的雷达机内测试技术研究2008武器装备研制的目标是好用、顶用、耐用。要实现这些目标，不但要提高武器装备的功能和性能，同时还要提高设备的可维护性以及缩短故障诊断的时间。雷达作为武器装备中的一种重要设备，功能不断增强，复杂度越来越高，同时故障也不可避免。因此，研究如何实时、有效地诊断故障具有重要意义。机内测试技术(BIT)能够提高故障诊断的精确性、显著地缩短诊断时间、降低维修保障成本和对维修人员的技能要求，从而提高武器装备的战备完好率。通过对目前BIT常用故障诊断方法的分析和研究，结合雷达故障检测点的选取原则，设计了一个故障树诊断系统。具体过程是采用故障树分析法(FTA)，给出基于故障树分析的雷达故障监测点选取方法，建立故障树，对其进行定性、定量分析，得出雷达机内测试设备(BITE)中最少且有效的监测点，实现对雷达系统运行状态的有效监测，做到故障隔离、定位准确。系统的硬件主要包含有BIT主控模块、BIT信息采集模块以及通讯接口模块；软件包含主控计算机的软件和分系统BITE软件，其中主控计算机软件设计包括：系统自检软件、命令接收及响应软件、Ethernet接口网络通讯软件、故障检测软件、测试激励信号驱动软件、故障数据收集与分析软件、雷达系统备件数据库管理软件、BITE的帮助软件等。调试表明，该系统达到了预期的效果。4.期刊论文张晓杰.王晓峰.金曼.ZhangXiaojie.WangXiaofeng.JinMan基于机内测试的故障注入系统设计-北京航空航天大学学报2006,32(4)随着机内测试(Built-inTest,BIT)的深入研究和广泛应用,对其验证和评价提出了迫切要求,也使这一领域成为新的研究热点.通过故障注入的方式检测BIT性能是一种有效的验证其测试性水平的方法.在综合国内外相关研究的基础上,详细分析了BIT验证和评价的重要性、迫切性及其实用价值,着重阐述了关于BIT验证和评价的故障注入系统设计方案,并给出了系统实现的总体结构框图、工作流程图、系统中各子模块的关系图以及实验数据等.在硬/软件设计实现的基础上,进行了初步的BIT验证实验,模拟一定数量的故障注入到被测电路中,用以验证BIT测试的有效性.结果表明该故障注入系统能够满足验证BIT设计指标的要求,达到了预期的初步设计目的.5.期刊论文张晓杰.虞臣杰.张艺琼.王晓峰.ZHANGXiao-jie.YUChen-jie.ZHANGYi-qiong.WANGXiao-feng基于机内测试的一个故障注入系统-测控技术2006,25(2)在综合国内外相关研究的基础上,详细分析了机内测试(BIT,built-intest)验证和评价的重要性、迫切性及其实用价值,并着重阐述了关于BIT验证和评价的故障注入系统设计与实现.6.期刊论文张晓杰.王晓峰.王琳.ZHANGXiao-jie.WANGXiao-feng.WANGLin基于TMS320C54x的机内测试测试性验证系统-河北工业大学学报2005,34(6)通过故障注入的方式检测测试系统的性能是一种有效的验证系统测试性水平的方法.本文提出了一种基于TMS320C54x的机内测试(Built-inTest,BIT)测试性验证系统的设计方案,给出了系统实现的基本原理以及总体结构框图、工作流程图、原理图等设计.故障注入系统是BIT测试性验证系统的核心部分,经试验证明采用基于TMS320C54x将测试性验证系统以平台化方式实现的设计,能够满足验证BIT测试性的要求,并有效地降低了设计复杂度,达到了预期的设计目的.7.学位论文柳新民机电系统BIT间歇故障虚警抑制技术研究2005机内测试(Built-inTest，BIT)技术在提高武器装备和机电系统的测试性、简化维修过程和降低保障费用等方面发挥了重要作用，但虚警率高的问题一直阻碍着BIT效能的充分发挥和更广泛、更深入的应用。国内外装备实践表明：间歇故障是导致机电系统BIT虚警的一个主要原因，诊断间歇故障能有效地提高机电系统BIT的性能和降低虚警。目前机电系统BIT在诊断间歇故障降低虚警方面主要存在两方面的问题：一是缺乏从机理上研究间歇故障及其对BIT性能的影响，从而影响了间歇故障诊断的有效性；二是间歇故障的诊断方法存在不足，如：基于概率统计与随机过程的诊断方法学习和适应能力较差，而以神经网络为代表的机电系统BIT智能诊断方法需要大量训练样本，而这在很多情况下是不现实的。本文以“十五”预研课题“机电产品BIT设计技术研究”为背景，针对机电系统BIT虚警率高和间歇故障诊断方面存在的问题，系统分析了间歇故障影响机电系统BIT性能的原因与机理，对间歇故障诊断与虚警抑制技术进行了深入研究。论文的主要研究内容包括：1.系统地分析和研究了间歇故障影响机电系统BIT性能的机理和建模问题。(1)在论述间歇故障是产生BIT虚警的一个主要原因的基础上，系统分析了间歇故障产生的原因与机理，定性定量地分析了间歇故障影响机电系统BIT性能的机理。研究表明：间歇故障是导致机电系统BIT虚警率升高和故障检测率降低的一个重要因素，诊断间歇故障能同时提高故障检测率和降低虚警。这为间歇故障诊断和虚警抑制技术的研究提供理论依据。(2)根据机电系统各种状态的表现及相互转移关系，建立了状态马尔可夫模型和系统隐马尔可夫模型(HMM)，为间歇故障诊断和虚警抑制技术的研究奠定基础。2.深入研究了间歇故障诊断和虚警抑制的模型与方法。(1)为解决间歇故障变化无规律、时有时无的问题，提出了基于HMM的机电系统BIT间歇故障诊断方法。系统研究了基于HMM的机电系统BIT故障诊断方法及其参数选择问题，针对有间歇故障训练样本和无间歇故障训练样本两种情况，分别提出基于HMM模型和基于HMM阈值的机电系统BIT间歇故障诊断方法。实验结果表明：这两种方法都能准确地诊断出间歇故障，有效地提高机电系统BIT的性能和降低虚警。(2)为解决间歇故障诊断中训练样本少的问题，提出了基于支持向量机(SVM)的机电系统BIT间歇故障诊断方法。该方法通过少量样本训练出有效的模型，实现对间歇故障的诊断。实验结果表明：基于SVM的机电系统BIT间歇故障诊断方法在小样本情况下，能准确辨识出多种间歇故障，其诊断性能优于神经网络方法，能有效提高机电系统BIT的性能和降低虚警。(3)为进一步提高机电系统BIT诊断间歇故障的能力，综合HMM适合处理连续动态信号与SVM适合小样本分类的优点，提出基于HMM-SVM的机电系统BIT间歇故障诊断方法。采用并联与串联的方式构建出两种HMM-SVM诊断模型，研究表明：串联诊断模型好于并联模型。由此提出基于HMM-SVM串联模型的机电系统BIT间歇故障诊断方法。实验结果表明：基于HMM-SVM的机电系统BIT间歇故障诊断方法优于单纯的HMM和SVM方法，能更有效地提高机电系统BIT诊断间歇故障的能力和降低虚警，但同时也增加了系统的复杂性和计算量，降低了BIT的实时性。(4)为解决间歇故障训练样本夹杂有异类样本的问题，提高机电系统BIT无监督自学习的能力，提出了无监督1-DISVM的机电系统BIT间歇故障诊断方法。首先提出改进决策1-SVM(1-DISVM)算法，构建基于1-DISVM的多分类模型和聚类模型，基于此，提出基于1-DISVM多分类模型和基于1-DISVM聚类模型的机电系统BIT间歇故障诊断方法。仿真与实验结果表明：基于1-DISVM的多分类模型能自动排除错误样本的干扰，从小样本中获取正确知识；基于1-DISVM的聚类模型能在无样本标号的情况下，通过自适应学习获取知识;两种方法都能准确地辨识出间歇故障，提高机电系统BIT的性能，降低虚警，并为解决知识获取难等问题提供一种新的手段。3.间歇故障诊断与虚警抑制技术的应用。以某机电稳定跟踪伺服平台为对象，应用本文提出的技术和方法，设计并实现具有间歇故障诊断能力的BIT系统，实验结果表明：该BIT系统能准确地诊断出间歇故障，有效地提高BIT系统的性能，抑制其虚警。8.期刊论文徐永成.温熙森.易晓山机内测试虚警原因的分析及其解决方案-振动测试与诊断2002,22(1)按照机内测试(BIT)的设计、生产、运行和维修这个设备全寿命周期的时间历程,对BIT各个阶段的虚警原因进行了总结,并针对BIT各阶段的虚警原因,从BIT设计、BIT硬件、BIT软件、管理与人和环境因素等五个方面提出了一个较为系统和完整的BIT虚警问题解决方案.这为武器装备的测试和维修的深入研究打下了基础,对BIT的广泛应用具有指导意义.9.会议论文闫晓鹏.栗苹.章涛.王永强无线电引信故障诊断策略研究2008无线电引信由于体积小、集成度高易引发故障。为提高无线电引信的可测试性，可在设计初期融入相关性模型，通过合理确定测试点和制定最佳的诊断策略，实现快速检测与故障隔离。本文以相关性模型为基础，确定无线电引信系统内部各个模块之间故障与测试点的关系矩阵，用逐步分解关系矩阵的方法选出优化的测试点，确定最佳的故障诊断策略,达到用最小的测试集合和最短的测试时间检测和隔离该微系统故障的目的。10.期刊论文赵翔.黄磊.刘健.周绍骑.ZHAOXiang.HUANGLei.LIUJian.ZHOUShao-qi现代故障诊断技术研究现状与趋势-后勤工程学院学报2006,22(2)回顾了状态监测与故障诊断技术的发展历史,归纳和总结了基于系统数学模型、基于系统输入输出信号处理以及基于人工智能等途径的故障诊断方法.从混合智能诊断技术、BIT技术、远程协作诊断技术3个方面,对现代故障诊断技术的发展趋势和有待解决的问题进行了分析与探讨.提出了故障诊断领域目前和将来的研究方向.本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Thesis_Y1189956.aspx授权使用：上海海事大学(wflshyxy)，授权号：ef1a2da9-e1f1-4f47-82b0-9e18009e8d3e下载时间：2010年10月23日