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水利枢纽闸门维护自动化-故障诊断技术研究

肖志怀  
【摘要】:工业自动化系统包括三个技术领域:控制、维护和技术管理。这三方面是在本质上是相互联系、相互制约的,为了最好地满足性能、可靠性、经济性的综合要求,应将这三方面集成起来作为一个整体进行研究,智能控制-维护-管理集成系统ICMMS(Intelligent Control-Maintenance-Management System)就是针对这一要求应运而生的。在工业综合自动化系统的控制、维护、技术管理三个领域中,维护是目前最为落后的一个方面,但在设备和系统日益复杂的今天,合理的维护方式和先进的维护手段,对确保设备或系统的安全运行,降低整个企业的运行成本和产品成本,提高企业的整体效能和竞争力具有举足轻重的作用。为此,本文在吸收现有的ICMMS研究成果的基础上,重点针对ICMMS框架中的维护子系统,深入探讨了其分析、设计与实施的方法步骤,结合神经网络、模糊数学、专家系统理论,研究在ICMMS总体框架下实现维护自动化的理论和方法,提出了将模糊专家系统及模糊逻辑系统和神经网络融合技术应用于闸门综合自动化系统故障诊断中的新思想,以湖北省清江水电开发有限责任公司,隔河岩水电厂闸门综合自动化系统为研究对象,研究把维护自动化故障诊断思想、方法具体应用于生产过程的实现方法。 对ICMMS框架下维护域的构成、分析、设计方法和步骤进行了深入分析,作为ICMMS框架下维护自动化的分析与设计方法的实例,分析隔河岩水电站闸门综合自动化系统的组成和工艺特点,讨论了闸门综合自动化系统体系结构,建立了各模块功能参考模型,给出了其在不同层次上部件可能的功能失效和性能降级模式,以及引起这些功能失效或降级的原因与产生的影响。 介绍了参数容错的基本思想和方法,讨论了闸门综合自动化系统中参数失效的判断方法,提出了引入径向基函数人工神经网络处理闸门综合自动化系统参数失效的方法。介绍了RBF神经网络的结构和正交最小二乘(OLS)学习算法,实际运行结果验证了所提出应用神经网络处理失效参数方法的有效性和可行性。 提出了闸门综合自动化系统故障诊断策略;针对闸门综合自动化系统的多层次故障诊断结构,研究了其诊断专家知识面向对象的表示方法;分析了不确定知识的 WP=5 模糊描述,首次将模糊专家系统应用到水利枢纽工程闸门综合自动化系统故障诊断技术中,提出了实现闸门综合自动化系统故障诊断模糊专家系统的具体方法和步骤;讨论了模糊逻辑系统和神经网络各自的优缺点,提出了将模糊逻辑系统和神经网络融合技术应用于闸门综合自动化系统故障诊断中的新思想,仿真和实际运行结果验证了提出的将模糊逻辑系统和神经网络融合技术应用于闸门综合自动化系统故障诊断中的新思想和方法的先进性与可行性。 设计了闸门综合自动化维护自动化系统数据库的结构,实现了闸门综合自动化维护自动化系统的故障诊断,完成了系统的详细设计,介绍了调试运行和实际运行结果。


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