收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于时间应力分析的BIT降虚警与故障预测技术研究

吕克洪  
【摘要】: 机内测试(Built-in Test, BIT)虚警率高和部件故障预测难一直是故障测试与诊断领域所面临的两个共性问题,阻碍着BIT及故障预测系统效能的充分发挥和更广泛的应用。尤其是近年来,故障预测与健康管理(Prognostics and Health Management, PHM)等新概念的提出对如何降低BIT虚警率、提高部件的故障预测能力提出了更高的要求。 时间应力是指设备在生产、运输和工作过程中所承受的各种环境应力和工作应力的时间历程。研究表明:实时应力是导致系统暂时失效进而造成BIT虚警的重要因素,时间应力历程是导致部件性能退化甚至失效的直接外因,对时间应力进行分析可以有效减少BIT虚警和实现部件的故障预测。 本文针对目前BIT虚警率高和部件故障预测难的问题,系统地分析时间应力诱发故障和BIT虚警的机理与规律,对基于时间应力分析的BIT降虚警技术和故障预测技术进行深入研究。 论文的主要研究内容包括: 1.时间应力诱发故障和BIT虚警的机理分析与建模 系统地分析了时间应力诱发故障和BIT虚警的机理和一般规律;建立了基于支持向量机(Support Vector Machine, SVM)的时间应力与BIT虚警的关联模型,描述了时间应力大小与BIT虚警的关联关系。建立了基于随机Petri网的时间应力与损伤关系的动态描述模型,获得时间应力历程与损伤问的转化关系。建立了基于损伤的故障演化隐马尔可夫模型(Hidden Markov Model, HMM),描述了损伤与故障间的演化关系。 2.基于时间应力分析的BIT降虚警技术研究 (1)提出了基于故障模式、影响及应力分析(Failure Mode, Effects and Stress Analysis, FMESA)和多元Logistic回归的关联分析方法,从定性和定量两个角度分析导致BIT虚警的主要时间应力因素和相应的影响程度。针对时间应力导致BIT虚警的主要应力区域确定的问题,提出了基于SVM的关联阈值优化选取方法,获得了时间应力导致BIT虚警的时间应力上下限阈值。 (2)提出了基于时间应力分析的SVM虚警识别方法,能有效识别关联区域内由时间应力造成的虚警。由于该方法不能有效识别关联区域内的真实故障和关联区域外的虚警,分别提出了基于时间应力分析的SVM-HMM虚警识别方法和基于核主元聚类分析(Kernel Based Principal Component Clustering Analysis, KPCCA)模型和HMM串联的虚警识别方法。最后,综合上述三种情形,提出了基于时间应力分析的SVM-KPCCA-HMM综合虚警识别方法,可在时间应力的全区域内有效识别BIT虚警和真实故障。 3.基于时间应力分析的故障预测技术研究 (1)针对如何将部件所承受的应力历程转化为损伤的问题,以被监控对象的失效物理模型为基础,提出了基于多组件寿命消耗监控(Multi-component Life Consumption Monitoring, MLCM)的累积损伤信息提取方法,并以典型的连接组件和分离组件为对象对该方法的技术步骤进行了具体研究,结果表明,该方法可有效地将部件所承受的应力历程转化为部件的累积损伤度量。 (2)综合考虑历史变化趋势和应力突变的影响,提出了基于多点损伤动态优化自回归(Auto-Regression, AR)模型的故障预测方法。由于累积损伤分析和计算等过程中存在不确定性和随机性,为进一步提高组件故障预测的准确性,提出了基于优化AR-HMM的故障预测方法。验证结果表明,该方法具有较高的预测置信度。 4.基于时间应力分析的BIT降虚警和故障预测技术的应用与验证 以某直升机航向姿态系统为对象,设计并实现了具有BIT虚警识别能力和关键部件故障预测能力的PHM系统,并通过理论分析和试验对本文所研究的虚警识别方法和故障预测方法进行了验证。结果表明,本文所研究方法具有较好的虚警识别和故障预测效果。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 杨巨龙;刘翔;张玉军;高勇;;利用仰角信息降低直升机声目标检测虚警率[J];舰船电子工程;2011年04期
2 李骥,张洪钺;基于预测滤波器的故障诊断方法研究[J];中国科学E辑;2004年12期
3 牛星岩;沈颂华;;飞机电源系统智能BIT的发展及解决方案[J];仪器仪表学报;2006年S3期
4 杨钰;;机内测试虚警分析和控制[J];航空制造技术;2007年10期
5 肖海军;王小非;洪帆;崔国华;;基于特征选择和支持向量机的异常检测[J];华中科技大学学报(自然科学版);2008年03期
6 何晓薇;航空电子设备机内自检的设计[J];航空电子技术;2002年04期
7 储诚胜;黄瑞良;刘晓亚;郝樊华;龚建;胡广春;向永春;章剑华;;核监控过程中虚警率的研究[J];核技术;2006年05期
8 田仲;石君友;;现有测试性验证方法分析与建议[J];质量与可靠性;2006年02期
9 白学福;梁永辉;江文杰;;红外搜索跟踪系统的关健技术和发展前景[J];国防科技;2007年01期
10 刘冠军;徐哲;邱静;吕克洪;;基于TSMD-SVM-HMM的机内测试智能降虚警方法[J];国防科技大学学报;2007年04期
11 刘震;林辉;;基于贝叶斯决策的机内测试虚警滤波技术[J];系统工程学报;2008年01期
12 张曜晖;石山;罗千舟;;NAMP系统虚警问题分析研究[J];航空维修与工程;2009年04期
13 黄富祥;郭俊柏;冯小虎;;闪电成像仪虚警率和探测率模拟计算[J];光子学报;2009年12期
14 张超;马存宝;宋东;许家栋;;智能机内测试研究综述[J];计算机测量与控制;2007年02期
15 姚萍萍;赵欣;张毅;赵平建;涂碧海;;激光测高仪中雪崩光电二极管的探测性能分析[J];激光技术;2008年06期
16 杨光 ,邱静 ,刘冠军;机电设备BIT系统中虚警问题的数学模型分析[J];精密制造与自动化;2003年S1期
17 杨光,邱静,温熙森,刘冠军;机内测试系统虚警问题的数学模型分析[J];西南交通大学学报;2003年05期
18 杨光,邱静,温熙森,刘冠军,徐永诚;机电设备BIT虚警问题的传感层影响因素分析和数学模型分析[J];仪器仪表学报;2005年01期
19 吴丹;;激光告警中的多元相关探测技术和设计分析[J];航空兵器;2006年05期
20 王作新;脉冲宽度检测器用于降低虚警率[J];声学与电子工程;1986年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 姜云春;邱静;刘冠军;钱彦岭;;基于未知输入观测器的故障检测诊断降虚警研究[A];第三届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2005年
2 彭政;魏巍;罗相根;罗永健;;无线传感器网络中传感器数量的选择方法[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
3 沈明玉;邱文庆;;基于行为模型的网络入侵检测方法研究[A];计算机技术与应用进展·2007——全国第18届计算机技术与应用(CACIS)学术会议论文集[C];2007年
4 储诚胜;刘晓亚;郝樊华;;核材料监控过程中虚警率[A];中国工程物理研究院科技年报(2005)[C];2005年
5 郭创;王建;;基于LM神经网络的机载机电BIT状态预测研究[A];全国第19届计算机技术与应用(CACIS)学术会议论文集(下册)[C];2008年
6 刘文;熊仁生;许峰;;CCD立靶测量系统目标检测方法讨论[A];大珩先生九十华诞文集暨中国光学学会2004年学术大会论文集[C];2004年
7 解庄;;数字电传飞行控制系统BIT设计[A];大型飞机关键技术高层论坛暨中国航空学会2007年学术年会论文集[C];2007年
8 李合生;毛剑琴;张富堂;;小波技术在信号处理中的一种应用[A];第十九届中国控制会议论文集(二)[C];2000年
9 胡学龙;邓小颖;王斌;;一种稳健的版权认证图像水印算法[A];第一届建立和谐人机环境联合学术会议(HHME2005)论文集[C];2005年
10 冯大航;管鲁阳;李晓东;鲍明;;高低分辨率功率谱匹配度估计的线谱检测研究[A];泛在信息社会中的声学——中国声学学会2010年全国会员代表大会暨学术会议论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨光;机电产品BIT系统传感层降虚警的理论与技术研究[D];国防科学技术大学;2003年
2 柳新民;机电系统BIT间歇故障虚警抑制技术研究[D];国防科学技术大学;2005年
3 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
4 王新峰;机电系统BIT特征层降虚警技术研究[D];国防科学技术大学;2005年
5 刘震;智能BIT诊断方法研究及其在多电飞机电源系统中的应用[D];西北工业大学;2007年
6 赵巨峰;基于多波段光学成像及链路优化的微弱目标探测技术研究[D];浙江大学;2013年
7 李勐;红外序列图象弱小运动目标检测新方法研究[D];华中科技大学;2006年
8 吕克洪;基于时间应力分析的BIT降虚警与故障预测技术研究[D];国防科学技术大学;2008年
9 段贵多;针对版权保护和内容认证的图像数字水印研究[D];电子科技大学;2009年
10 罗纲;文本隐藏信息检测技术研究[D];湖南大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵志傲;系统级BIT防虚警技术研究[D];国防科学技术大学;2012年
2 包阳;情报雷达中的虚警抑制[D];南京理工大学;2010年
3 徐哲;直升机航向姿态系统BIT降虚警技术研究[D];国防科学技术大学;2005年
4 陈海宁;基于DSP的车载防撞雷达系统的设计[D];江苏大学;2009年
5 楚向磊;降低虚警的故障模糊聚类方法研究[D];南京航空航天大学;2007年
6 陈湘凭;基于多特征融合的海天背景红外弱小目标检测方法研究[D];华中科技大学;2006年
7 杨兴霁;系统可测性分析与辅助设计软件总体设计及关键模块实现[D];电子科技大学;2011年
8 赵煜;复杂背景下的运动人体跟踪算法研究[D];河南科技大学;2011年
9 肖飞;印刷品斑点检测技术研究[D];国防科学技术大学;2006年
10 尹才荣;基于混合入侵检测技术的网络入侵检测系统研究[D];合肥工业大学;2009年
中国重要报纸全文数据库 前4条
1 张生余 申岳国;战场生存“110”:光电侦察告警[N];解放军报;2006年
2 梅金超 陶佑林 刘程;探雷工程专家倪宏伟[N];人民日报;2005年
3 刘兆和 王群 陶佑林;集束新技术:成像探雷[N];解放军报;2010年
4 士元;导弹预警卫星召唤“天基红外系统”[N];大众科技报;2004年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978