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《哈尔滨工业大学》 2009年
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基于模型的故障诊断方法研究及在航天中的应用

邵继业  
【摘要】: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分系统为应用背景,在理论和实践两个方面对基于模型的故障诊断技术及其在航天中的应用进行了系统的研究。 在分析了基于模型诊断技术的诊断原理和发展状况的基础上,针对目前求解最小碰集过程中,存在的产生结点数目多、计算代价太大的问题,提出了一种改进的HS树法。改进方法用数字索引来引导树产生,规则测试次数少,具有简单实用、速度很快,计算代价更小的优点。 系统地研究了系统模型的离散化描述方法,采用有限状态自主机方式来建立系统模型。为了寻找系统的当前状态,根据系统模型内部的状态转换,讨论了模型的状态追踪问题和优化约束满足问题。提出了利用系统冲突集来引导A*算法进行系统状态搜索的方法,并把基于冲突集的A*算法应用到卫星电源系统模型的故障诊断上,从多个方面对冲突A*算法的性能进行了比较分析。 深入地研究了基于模型诊断中存在的不确定性问题。针对基于模型诊断方法处理不确定性和组件间的关联关系存在的问题,提出了把贝叶斯网络嵌入到模型诊断框架中的方法。该方法利用系统观测量,构建了系统的贝叶斯网络观测模型,研究了模型内组件间耦合关系的推理。通过构造卫星两轴姿态控制系统的贝叶斯网络观测模型,计算系统诊断解的后验概率,验证了该方法的有效性。 系统地研究了基于反面选择算法的故障检测方法。针对基于模型诊断方法在组件故障状态难以建模时存在的快速故障检测问题,研究基于反面选择算法的检测方法。该方法的基本思想是,采用能够检测未知故障的反面选择算法,并对不合格检测器进行变异,构建了产生优良检测器的算法。 最后以实际工程应用为背景,开发研制了基于模型的某型卫星电源分系统的故障诊断原型系统。分析了系统开发的设计原则,研究了卫星故障诊断融合策略,建立了卫星电源分系统的定性模型。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:V467

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 刘东;安云哲;崔建国;谭峰;;模型故障诊断法在飞机液压能源系统中的应用[J];沈阳航空航天大学学报;2013年01期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 张月蓉;基于瞬态模型的大流量调节阀故障监测与诊断方法的研究[D];山东大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 杜元虎,黄文虎;航天器故障诊断中的时态问题[J];哈尔滨工业大学学报;2001年02期
3 范显峰,姜兴渭,黄文虎;基于模型的卫星热控系统故障诊断技术研究[J];哈尔滨工业大学学报;2001年03期
4 龙兵,王日新,姜兴渭;多信号模型航天器配电系统最优测试技术[J];哈尔滨工业大学学报;2005年04期
5 龙兵,姜兴渭,宋政吉;基于多Agent卫星遥测数据实时监测与诊断技术[J];航空学报;2005年06期
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10 李占山,王涛,孙吉贵,林海,冯果忱;利用元件替换测试求诊断[J];软件学报;2005年09期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 丁声荣;霍艳华;;混凝土结构耐久性的未确知—AHP综合评估模型[J];四川建筑科学研究;2010年04期
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3 蔡莉;胡学钢;;一种基于粗集的决策表求核算法[J];安徽大学学报(自然科学版);2007年06期
4 周玉华;李景杰;;不完备决策表的一种属性约简方法[J];安徽大学学报(自然科学版);2009年04期
5 杨萍,万上海,陈耿;一种基于可变支持度的缺省规则挖掘算法[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2004年02期
6 孙全玲;基于粗集和神经网络的建模方法研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2005年02期
7 孙虹;方敏;;基于Rough集和RBF网络的车牌字符识别方法[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2006年04期
8 孙虹;;粗糙集神经网络系统在车牌字符识别中的研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2007年04期
9 邓胜;戴小鹏;陈垦;黄璜;;粗糙集理论在农业生物灾害预测中的应用[J];安徽农业科学;2010年06期
10 刁占峰;张丹;张同军;;基于粗集-模糊综合评价法的水质指标约简研究[J];安徽农业科学;2010年26期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 危前进;董荣胜;孟瑜;崔更申;;基于粗糙集的机械装配知识发现方法[A];广西计算机学会25周年纪念会暨2011年学术年会论文集[C];2011年
2 ;Fuzziness in Covering Generalized Rough Sets[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 李雄;党生;;基于Rough集理论的战场侦察情报处理[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 陈楚湘;沈建京;陈冰;尚长兴;王运成;;运用粗糙集理论建立中老年肺炎中医症候诊断标准[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
5 龚锦红;杨辉;衷路生;;稀土萃取分离过程的Rough集案例推理方法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
6 ;Influence Diagram Based on Rough Set Theory[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
7 ;The Prediction of Soil Moisture Based on Rough Set-Neural Network Model[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
8 ;Robust Actuator Fault Estimation for Satellite Control System via Fuzzy Proportional Multiple-integral Observer Method[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
9 陈楚湘;沈建京;陈冰;尚长兴;王运成;;运用粗糙集理论和Apriori算法建立中医症候诊断标准[A];中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C];2011年
10 吴小燕;杨运强;吴嘉宁;阎绍泽;;带有故障的太阳电池阵动力学模拟及性能评价[A];机械动力学理论及其应用[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 殷志伟;基于统计学习理论的分类方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 姜延吉;多传感器数据融合关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 张目;高技术企业信用风险影响因素及评价方法研究[D];电子科技大学;2010年
4 苏煜;基于SCF范式的在线P300脑机接口研究[D];浙江大学;2010年
5 郭戈;数字视频语义信息提取与分析[D];解放军信息工程大学;2010年
6 温世亿;膨胀土渠坡若干关键技术问题研究[D];武汉大学;2010年
7 黄正行;临床过程分析与优化技术研究[D];浙江大学;2010年
8 戴小鹏;知识网格及其在农业生物灾害预警中关键技术研究[D];湖南农业大学;2010年
9 朱佳俊;不确定可拓群决策优化方法及应用[D];东华大学;2010年
10 卓莹;基于拓扑·流量挖掘的网络态势感知技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 岳海亮;信息论在粗糙集连续属性离散化中的应用[D];辽宁师范大学;2010年
2 张晓冬;基于全矢谱的智能诊断技术研究[D];郑州大学;2010年
3 李昕哲;关系邻域系统的属性约简[D];郑州大学;2010年
4 刘琪;正态云模型模糊推理系统及其应用研究[D];郑州大学;2010年
5 冯为军;基于粗糙集理论的数据挖掘算法的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 白喜朋;基于作业的钢铁企业成本分析[D];大连理工大学;2010年
7 邹向琪;间歇式反应釜温度控制系统故障诊断研究[D];大连理工大学;2010年
8 刘莹;不一致决策表的属性约简与规则获取研究[D];大连理工大学;2010年
9 房士吉;第三方物流服务商评价研究[D];大连理工大学;2010年
10 李慧;基于粗糙集理论的连续属性离散化算法研究[D];辽宁师范大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨国安,许飞云,贾民平,钟秉林,周世刚;小波消噪用于钻井泵阀泄露故障诊断[J];东南大学学报(自然科学版);2001年02期
2 王永涛;韩建;牟海维;全星慧;;基于声谱分析的阀门内泄漏检测系统[J];大庆石油学院学报;2006年03期
3 韩志强;;300MW汽轮机高压主汽调节阀故障分析及处理[J];山西电力;2008年06期
4 杜聚武;调节阀的故障分析与处理[J];阀门;2005年04期
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6 夏德宏;邓娜;常青青;;煤气混合过程熵增加的解析与煤气利用[J];钢铁;2008年06期
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8 张进美;王旭;;Fisher智能阀门定位器在化工应用中的故障诊断及分析[J];化工技术与开发;2010年06期
9 刘华戡;马现云;;高压主汽调节阀常见故障分析与处理[J];发电设备;2008年06期
10 梁雪萍;调节阀故障原因及处理方法[J];化工自动化及仪表;2000年05期
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 姜云春;基于模型的控制系统鲁棒故障诊断技术研究[D];国防科学技术大学;2006年
2 王其军;瓦斯监测系统故障智能诊断技术研究[D];山东科技大学;2007年
3 张德利;基于贝叶斯网络的故障智能诊断方法研究[D];华北电力大学(河北);2008年
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5 李秀喜;基于GEP的过程监测和化工过程安全运行智能辅助系统研究与开发[D];华南理工大学;2009年
6 张丽莉;基于信息融合的汽油发动机电控系统故障诊断方法研究[D];东北林业大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 韩宁;应用Fluent研究阀门内部流场[D];武汉大学;2005年
2 张伟政;调节阀内部流场的数值模拟及优化分析[D];兰州理工大学;2007年
3 杨丽;基于CFD技术的调节阀流动特性的研究[D];北方工业大学;2009年
4 李斌;基于CFD的调节阀内部流场的研究[D];兰州理工大学;2009年
【二级引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 曹芳;大流量煤气压力调节阀流固耦合机理及动态特性研究[D];山东大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘兴武;1999年运载火箭发展动态[J];导弹与航天运载技术;2000年01期
2 龙兵,宋立辉,荆武兴,姜兴渭,李志;航天器故障诊断技术回顾与展望[J];导弹与航天运载技术;2003年03期
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邵继业;徐敏强;王日新;;基于模型的航天器推进系统故障诊断[J];燃气涡轮试验与研究;2008年03期
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3 霍利民,朱永利,张在玲,陈丽;贝叶斯网络在配电系统可靠性评估中的应用[J];电工技术学报;2004年08期
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6 熊盛武,史旻,刘麟,汪洋;基于贝叶斯网络的并行分布估计算法研究[J];武汉理工大学学报(信息与管理工程版);2005年02期
7 朱传柏;郭创新;曹一家;;基于调度综合数据平台的大规模电网分层故障诊断[J];电力系统自动化;2009年01期
8 王秀坤,张少中,杨南海;改进的EM算法及其在防洪决策中应用[J];大连理工大学学报;2004年03期
9 陈玉林;陈允平;孙金莉;邱君玛;;电网故障诊断方法综述[J];中国电力;2006年05期
10 赵伟;白晓民;丁剑;方竹;李再华;;基于协同式专家系统及多智能体技术的电网故障诊断方法[J];中国电机工程学报;2006年20期
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1 葛新峰;徐广文;周叶;唐澍;;水电机组故障智能诊断研究综述[A];水电设备的研究与实践——第十七次中国水电设备学术讨论会论文集[C];2009年
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3 李昂;原媛;齐世友;丁亚飞;;通信对抗装备故障诊断系统的设计与实现[A];第十九届测控、计量、仪器仪表学术年会(MCMI'2009)论文集[C];2009年
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6 李淑芬;幺洪波;;基于模式识别故障诊断方法[A];1999年中国智能自动化学术会议论文集(下册)[C];1999年
7 黄志强;翁红林;;基于声卡的小型柴油机故障诊断系统研究[A];福建省科协第五届学术年会数字化制造及其它先进制造技术专题学术年会论文集[C];2005年
8 肖民;姚寿广;;船舶主机常见故障诊断系统研究[A];第十届全国内河船舶与航运技术学术会议论文集[C];2006年
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10 郑军华;邢西哲;傅强;;液压缸故障诊断信号监测系统的研究[A];液压与气动学术研讨会论文集[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
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8 周业安;基于模型的估值不过是幻觉[N];上海证券报;2008年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 邵继业;基于模型的故障诊断方法研究及在航天中的应用[D];哈尔滨工业大学;2009年
2 杨昌昊;基于不确定性理论的机械故障智能诊断方法研究[D];中国科学技术大学;2009年
3 张少中;基于贝叶斯网络的知识发现与决策应用研究[D];大连理工大学;2003年
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5 刘思远;信息融合和贝叶斯网络集成的故障诊断理论方法及实验研究[D];燕山大学;2010年
6 华斌;贝叶斯网络在水电机组状态检修中的应用研究[D];华中科技大学;2004年
7 张德利;基于贝叶斯网络的故障智能诊断方法研究[D];华北电力大学(河北);2008年
8 胡文斌;基于多Agent的分布式智能群决策支持系统关键技术研究[D];武汉理工大学;2004年
9 洪净;中医辩证量化方法学研究[D];湖南中医学院;2002年
10 李启青;遥感数据处理的遗传优化及其组合算法研究[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 应凤刚;无人作战飞机对地攻击态势威胁评估方法和算法研究[D];西北工业大学;2005年
2 费致根;Bayes网络在故障诊断中的应用[D];郑州大学;2004年
3 杨晓东;基于贝叶斯网络的配电网可靠性评估[D];华北电力大学(河北);2004年
4 肖文辉;基于本体的智能故障诊断的不确定性推理研究[D];湖南科技大学;2010年
5 陈新亿;基于KL距离的贝叶斯网络结构学习算法研究[D];云南大学;2010年
6 钱隆;贝叶斯网络在基于几何模型的建筑物检测中的应用研究[D];合肥工业大学;2003年
7 张楠;基于贝叶斯网络的汽轮机振动故障诊断研究[D];华北电力大学(河北);2007年
8 陈旭;基于贝叶斯网络的锅炉故障诊断专家系统的研究[D];华北电力大学(河北);2008年
9 朱传霞;MMOG中玩家联盟策略的研究[D];沈阳航空工业学院;2010年
10 张荧驿;基于T-S重要度和贝叶斯网络的多态液压系统可靠性分析[D];燕山大学;2011年
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