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基于SDG和CBR的化工过程风险评价
1
作者 陈文涛 杨茗铠 +2 位作者 王文和 宋宏伟 孙超 《中国安全科学学报》 北大核心 2025年第3期77-84,共8页
为全面高效率分析与评价化工过程风险,设计开发基于符号有向图(SDG)与案例推理(CBR)的化工过程风险分析与评价辅助系统,并集成保护层分析(LOPA)和安全完整性等级(SIL)基础验算功能,实现风险的半定量化分析和评价。此外,利用CBR技术实现... 为全面高效率分析与评价化工过程风险,设计开发基于符号有向图(SDG)与案例推理(CBR)的化工过程风险分析与评价辅助系统,并集成保护层分析(LOPA)和安全完整性等级(SIL)基础验算功能,实现风险的半定量化分析和评价。此外,利用CBR技术实现对化工过程历史案例经验的有效保存与复用,提高危险与可操作性分析(HAZOP)和评价辅助系统的使用功效。采用该系统开展丙烯氧化制取丙烯酸化工工艺风险评价,结果表明:该系统与企业自主风险评价的结果基本一致,具有良好的实用性和可靠性。SDG-CBR耦合推理机制突破传统HAZOP对人工经验的依赖,实现危险识别从定性到半定量转变,提高评估效率和准确性。 展开更多
关键词 符号有向图(sdg) 案例推理(CBR) 危险与可操作性分析(HAZOP) 化工过程 风险评价
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基于改进SDG的电站热力系统故障诊断方法研究 被引量：12
2
作者 曹文亮 王兵树 +2 位作者 马良玉 张冀 高建强 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第23期124-128,共5页
基于符号有向图(SDG)深层知识模型能够表达复杂的因果关系,具有包容大规模潜在信息的能力,在流程系统领域是完备性较好的一种故障诊断方法。但固有的缺陷限制了它的进一步应用。该文通过采用主元统计-有向图方法,可以有效避免传统SDG在... 基于符号有向图(SDG)深层知识模型能够表达复杂的因果关系,具有包容大规模潜在信息的能力,在流程系统领域是完备性较好的一种故障诊断方法。但固有的缺陷限制了它的进一步应用。该文通过采用主元统计-有向图方法,可以有效避免传统SDG在确定节点状态和阈值时的单变量统计的缺点;并对某些定性特征一样而定量值不同的故障模式,为了能有效区分,根据节点相对变化增益,在SDG上加入定量信息,并去构造隶属函数,然后由模糊数学最大隶属度原则去进一步确定故障。案例研究表明基于改进SDG方法可以进行有效的诊断。 展开更多
关键词 热能动力工程 改进符号有向图 故障诊断 主元统计-有向图 模糊有向图
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基于SDG-HAZOP方法的煤气化关键设备安全评价 被引量：10
3
作者 张贝克 许欣 +1 位作者 马昕 吴重光 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期816-821,共6页
在概述了符号有向图SDG(signed directed graph)方法的基础上,以某厂煤气化关键设备——气化炉为例,通过了解工艺流程,选取合适的关键变量,列写影响关系方程,加入非正常原因与不利后果,建立SDG-HAZOP模型.在与现场技术人员认真校对精炼... 在概述了符号有向图SDG(signed directed graph)方法的基础上,以某厂煤气化关键设备——气化炉为例,通过了解工艺流程,选取合适的关键变量,列写影响关系方程,加入非正常原因与不利后果,建立SDG-HAZOP模型.在与现场技术人员认真校对精炼该模型后,对该模型进行了计算机辅助危险与可操作性分析,得到的推理结果能很好地反映该气化炉可能存在的危险,并能揭示危险传播的路径. 展开更多
关键词 符号有向图(sdg) 煤气化 安全评价
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SDG建模及其应用的进展 被引量：46
4
作者 杨帆 萧德云 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期767-774,共8页
符号有向图SDG(signed directed graph)是描述大规模复杂系统的一种有效方式,通过节点和有向支路表示了系统变量或局部之间的因果影响关系.近年来,关于SDG的研究已经成为热点并已取得许多成果,特别是在安全分析领域得到了重要的应用.本... 符号有向图SDG(signed directed graph)是描述大规模复杂系统的一种有效方式,通过节点和有向支路表示了系统变量或局部之间的因果影响关系.近年来,关于SDG的研究已经成为热点并已取得许多成果,特别是在安全分析领域得到了重要的应用.本文在概述了SDG方法的产生背景与发展近况的基础上,主要综述了SDG研究中的若干重要问题,包括SDG模型的数学描述和基于数学模型、流程图和经验知识的三种建模方法,以及SDG在安全评价和故障诊断领域研究和应用的相关成果,总结了相关方法的优缺点,其中的核心问题是推理方法及其效率.最后对SDG技术的发展方向做出了展望,定量信息引入、推理方法、计算机建模等方面都有待于进一步研究. 展开更多
关键词 符号有向图(sdg) 安全评估 故障诊断 HAZOP
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基于SDG的复杂系统故障传播规律分析 被引量：9
5
作者 杨帆 萧德云 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2005年第10期33-36,共4页
本文首先分析了故障传播在SDG图中表现的基本规律和分析方法,说明了简单因果通路(SCP)假设在某些情况下是不成立的,之后讨论了复杂瞬态现象的发生原因,重点分析了反向响应和补偿响应的表现形式和条件.最后提出了基于强连通单元(SCC)分... 本文首先分析了故障传播在SDG图中表现的基本规律和分析方法,说明了简单因果通路(SCP)假设在某些情况下是不成立的,之后讨论了复杂瞬态现象的发生原因,重点分析了反向响应和补偿响应的表现形式和条件.最后提出了基于强连通单元(SCC)分解的故障传播分析方法,为SDG方法在故障诊断等方面的应用做了理论准备. 展开更多
关键词 符号有向图(sdg) 安全评估 故障诊断 故障传播 sdg 规律分析 复杂系统 反向响应 瞬态现象 强连通
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基于复杂网络理论的符号有向图(SDG)化工故障诊断 被引量：10
6
作者 王政 孙锦程 +3 位作者 王迎春 姜英 贾小平 王芳 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期1344-1352,共9页
化工过程系统的大型化和复杂性,仅通过常规方式来描述故障机理越来越受到限制。本文以流程图建模法构建的符号有向图(signed directed graph,SDG)故障模型为基础,将化工过程系统抽象为网络拓扑结构,通过对网络模型的统计特征描述,判断... 化工过程系统的大型化和复杂性,仅通过常规方式来描述故障机理越来越受到限制。本文以流程图建模法构建的符号有向图(signed directed graph,SDG)故障模型为基础,将化工过程系统抽象为网络拓扑结构,通过对网络模型的统计特征描述,判断网络的复杂性、小世界性和无标度性,进而以复杂网络中心性理论定量计算网络中各个节点的重要性,分析比较各指标来确定网络中的核心节点,并通过Capocci算法对网络进行社团结构的定量划分,最后以网络中的核心节点确定化工过程中易引起安全事故的关键变量,并用社团划分的结果绘制出化工故障诊断模型的关键路径,确定重点监测部位。案例应用结果表明:该方法可行,为化工过程系统中故障节点和监测提供了新的解决思路,丰富了化工过程故障诊断和预防控制的相关理论。 展开更多
关键词 化工流程 sdg 复杂网络 故障诊断
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面向复杂系统故障溯源的SDG-FG模型建模方法 被引量：9
7
作者 姜洪权 王金宇 +2 位作者 高建民 高智勇 索海龙 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2015年第3期749-757,共9页
针对故障发展在单元设备内部和各个设备间的不同特点,提出了一种基于符号有向图—故障逻辑网络图的集成模型建模方法,即在系统故障溯源集成模型中分别采用系统层和设备层对其进行刻画。系统层用于描述各设备间的状态关联影响关系,设备... 针对故障发展在单元设备内部和各个设备间的不同特点,提出了一种基于符号有向图—故障逻辑网络图的集成模型建模方法,即在系统故障溯源集成模型中分别采用系统层和设备层对其进行刻画。系统层用于描述各设备间的状态关联影响关系,设备层用于描述单元设备内部元件的故障传递发展过程,两层之间通过设备功能状态变量进行关联集成,最终构建集成化的故障溯源模型,为实现复杂机电系统故障溯源技术研究提供模型基础。 展开更多
关键词 复杂机电系统 符号有向图 故障逻辑网络图 故障溯源分析
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基于符号定向图(SDG)深层知识模型的定性仿真 被引量：71
8
作者 吴重光 夏涛 张贝克 《系统仿真学报》 CAS CSCD 2003年第10期1351-1355,共5页
定性仿真是系统仿真技术中的重要研究和应用方向,同时也是人工智能技术的一个重要方面。近年来,随着现代计算机技术的日新月异,使得基于符号定向图(SDG)深层知识模型的定性仿真研究和应用取得了显著进展。SDG模型能够表达复杂的因果关系... 定性仿真是系统仿真技术中的重要研究和应用方向,同时也是人工智能技术的一个重要方面。近年来,随着现代计算机技术的日新月异,使得基于符号定向图(SDG)深层知识模型的定性仿真研究和应用取得了显著进展。SDG模型能够表达复杂的因果关系,具有包容大规模潜在信息的能力,因此特别适合于过程系统危险评价(PHA)、危险识别与故障诊断。SDG模型结构简单,易于建立和修改。然而高质量的SDG模型必须采用经验数据和定量动态仿真检验和校正。采用SDG模型进行定性仿真的关键技术是高效双向推理“引擎”,由计算机软件自动完成。目前,在计算机辅助过程系统危险评价方面,SDG是最有效的方法;在过程系统故障诊断方面,其完备性较好,但诊断分辨率尚待提高。今后的研究应解决:定性仿真和定量仿真相结合;SDG自动建模;通用推理软件平台;大系统高分辨率故障诊断等问题。 展开更多
关键词 定性仿真 符号定向图 深层知识 推理引擎 过程危险评价 故障诊断
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基于SDG模型的控制系统故障诊断方法 被引量：7
9
作者 卢秉南 张贝克 +2 位作者 马昕 许欣 高东 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期2243-2251,共9页
利用深层定性知识模型、符号有向图模型,对生产流程中常见的单回路和串级控制系统进行了建模与故障诊断研究。提出基于假设-验证的双向推理算法,解决了传统的故障诊断方法从未涉及复杂系统中的多个控制回路对系统故障存在的屏蔽作用的... 利用深层定性知识模型、符号有向图模型,对生产流程中常见的单回路和串级控制系统进行了建模与故障诊断研究。提出基于假设-验证的双向推理算法,解决了传统的故障诊断方法从未涉及复杂系统中的多个控制回路对系统故障存在的屏蔽作用的问题。通过对某厂常压蒸馏装置进行基于SDG模型的故障诊断,验证了基于SDG模型的故障诊断方法应用在包含多个控制回路的复杂系统故障诊断时的有效性与可行性。 展开更多
关键词 sdg模型 控制系统 故障诊断
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PCA-SDG技术在化工过程故障诊断中的应用 被引量：5
10
作者 张卫华 王春利 +1 位作者 吴重光 任伟 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第S2期101-105,114,共6页
故障诊断是化工过程中的一个重要问题,在其领域有多种优秀的方法,其中PCA和SDG在化工过程故障诊断中都有着广泛的应用。详细表述了主元分析和SDG的原理,从PCA和SDG在故障诊断中的应用着手,通过从根本上分析两者的优越性和局限性,从而阐... 故障诊断是化工过程中的一个重要问题,在其领域有多种优秀的方法,其中PCA和SDG在化工过程故障诊断中都有着广泛的应用。详细表述了主元分析和SDG的原理,从PCA和SDG在故障诊断中的应用着手,通过从根本上分析两者的优越性和局限性,从而阐述了PCA和SDG两种方法相结合的必要性。PCA与SDG相结合,在弥补了PCA技术在故障诊断领域一些不足的同时,大大拓宽了SDG故障诊断的应用范围,并且提高了SDG故障诊断的可靠性和稳定性,为SDG赋予了新的生命。 展开更多
关键词 故障诊断 主元分析 符号有向图 化工过程
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大型复杂系统的动态SDG模型及传感器布置问题 被引量：12
11
作者 杨帆 萧德云 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期181-186,共6页
符号有向图(SDG:signed directed graph)可以用于描述大型复杂系统及其变量之间的因果影响关系,但是在描述故障传递关系时不能表示其动态传播规律.本文在SDG支路上引入时间参数,用于近似描述变量的变化在系统中的传递时间,由此构建的SD... 符号有向图(SDG:signed directed graph)可以用于描述大型复杂系统及其变量之间的因果影响关系,但是在描述故障传递关系时不能表示其动态传播规律.本文在SDG支路上引入时间参数,用于近似描述变量的变化在系统中的传递时间,由此构建的SDG模型称为动态SDG模型.另外,要实现故障检测需要有传感器的信息,传感器的布置直接影响着故障检测的性能.本文在动态SDG框架下,研究了故障的可检测性和可分辨性问题,提出了一些一般性的结论,并给出通过正向推理来求故障传播过程和传感器布置方案的方法.最后,通过实例验证该方法的有效性. 展开更多
关键词 符号有向图 故障检测 传感器布置 可检测性 可分辨性
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基于SDG深层知识模型的电站热力系统故障诊断方法 被引量：4
12
作者 曹文亮 王兵树 +1 位作者 马永光 马良玉 《华北电力大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2005年第5期79-83,共5页
鉴于符号有向图(SignedDirectedGraph,SDG)深层知识模型的推理方法是一种完备的揭示系统故障的有效方法,提出将基于SDG的方法应用于电站热力系统的故障诊断中。应用该方法首先建立了除氧器系统的SDG模型,然后根据各个故障根源得出系统的... 鉴于符号有向图(SignedDirectedGraph,SDG)深层知识模型的推理方法是一种完备的揭示系统故障的有效方法,提出将基于SDG的方法应用于电站热力系统的故障诊断中。应用该方法首先建立了除氧器系统的SDG模型,然后根据各个故障根源得出系统的子SDG模型,最后根据这些子图导出除氧器的故障诊断规则库。诊断时,通过将系统变量的定量值转换为定性值,将实际故障工况与所建立的故障规则进行比较,得到故障源的定性诊断结果。案例研究表明,该方法具有较好的解释性和诊断的快速性,且能有效解决仿真培训过程中误操作自诊断问题。 展开更多
关键词 电站热力系统 故障诊断 符号有向图 定性推理
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模糊SDG故障诊断方法及其应用 被引量：2
13
作者 马昕 张贝克 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2011年第9期221-224,239,共5页
基于SDG的故障诊断方法在使用过程中,由于阈值设定不合理会导致故障的误报或漏报。针对该问题展开研究,提出模糊SDG模型,建立五级SDG模型并引入参数模糊隶属度,提出相应的模糊推理算法。通过将模糊SDG模型及其推理方法应用于某常减压蒸... 基于SDG的故障诊断方法在使用过程中,由于阈值设定不合理会导致故障的误报或漏报。针对该问题展开研究,提出模糊SDG模型,建立五级SDG模型并引入参数模糊隶属度,提出相应的模糊推理算法。通过将模糊SDG模型及其推理方法应用于某常减压蒸馏装置进行故障诊断实例分析,验证了方法的有效性和可行性。 展开更多
关键词 符号有向图(sdg) 模糊符号有向图(sdg) 模糊阈值 模糊推理
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化工过程危险剧情分类及SDG定性识别方法 被引量：9
14
作者 纳永良 吴重光 +1 位作者 夏迎春 张卫华 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第10期2503-2509,共7页
系统深入地揭示危险"剧情"是分析和解决化工过程安全问题的基础和核心内容,也是安全评价和故障诊断的核心内容。本文对危险剧情进行了定义,并在将危险剧情分为5类的基础上,采用符号定向图(SDG)定性识别方法,提出了连续系统的... 系统深入地揭示危险"剧情"是分析和解决化工过程安全问题的基础和核心内容,也是安全评价和故障诊断的核心内容。本文对危险剧情进行了定义,并在将危险剧情分为5类的基础上,采用符号定向图(SDG)定性识别方法,提出了连续系统的智能化自解释报警、单故障和多故障根原因诊断的算法步骤。研究成果对过程系统的危险与可操作性分析(HAZOP)、安全防护层分析(LOPA)、自解释报警和故障诊断系统在过程工业领域的开发具有重要的理论与实际意义。 展开更多
关键词 危险识别 危险剧情 符号定向图 HAZOP LOPA 故障诊断 根原因 不利后果
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基于SDG模型的AMT重型越野车离合器接合过程故障诊断 被引量：1
15
作者 刘海鸥 孟冬梅 +2 位作者 苗成生 席军强 彭建鑫 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期1140-1144,共5页
针对AMT重型越野车离合器接合过程中故障多发且不易诊断的问题,基于符号有向图(signed directed graph,SDG)模型,为离合器接合过程的故障诊断提出了一种新的方法.以离合器接合过程中最复杂的车辆起步接合为例,建立了其工作过程的SDG模型... 针对AMT重型越野车离合器接合过程中故障多发且不易诊断的问题,基于符号有向图(signed directed graph,SDG)模型,为离合器接合过程的故障诊断提出了一种新的方法.以离合器接合过程中最复杂的车辆起步接合为例,建立了其工作过程的SDG模型,通过实际测得量以及对模型中节点和有向边的分析,查找出故障源,完成故障诊断功能.结果表明,SDG模型对于AMT系统离合器接合过程故障诊断有效且实用. 展开更多
关键词 符号有向图 故障诊断 离合器 电控机械式自动变速器
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基于符号模型检测的SDG模型可诊断性验证 被引量：2
16
作者 宁宁 张骏 +1 位作者 高向阳 薛静 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2011年第2期390-394,共5页
由于定量信息和非线性因果关系的丢失,符号有向图(signed directed graph,SDG)模型的可诊断性需要进一步地进行校核与验证。为此,提出了基于符号模型检测的SDG模型可诊断性形式化验证方法。首先定义了SDG模型的有限状态变迁系统形式化描... 由于定量信息和非线性因果关系的丢失,符号有向图(signed directed graph,SDG)模型的可诊断性需要进一步地进行校核与验证。为此,提出了基于符号模型检测的SDG模型可诊断性形式化验证方法。首先定义了SDG模型的有限状态变迁系统形式化描述,建立了符号模型验证器(symbolic model verifier,SMV)模型;其次利用SDG的深层知识,构造了可诊断性函数,设定了可诊断性上下文,给出了可诊断性定义。然后,构造了SDG耦合孪生SMV模型,定义了可诊断性的计算树时态逻辑公式,提出了验证算法SDGD_CSMV。最后,通过一个实例验证了可诊断性的判定和算法的有效性。 展开更多
关键词 有向图形学 可诊断性 符号模型检测 符号有向图模型
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结构残差在基于SDG故障分离中的应用 被引量：2
17
作者 杨帆 萧德云 《控制工程》 CSCD 2007年第3期320-324,共5页
符号有向图(SDG)是大规模复杂系统中故障传播关系的描述模型,但它仅能通过在相容通路上的定性推理进行故障分离,因此有着明显的局限性。而结构残差是定量故障分离的成熟方法,将其引入基于SDG的故障分离中,用以提高系统故障分离的能力,弥... 符号有向图(SDG)是大规模复杂系统中故障传播关系的描述模型,但它仅能通过在相容通路上的定性推理进行故障分离,因此有着明显的局限性。而结构残差是定量故障分离的成熟方法,将其引入基于SDG的故障分离中,用以提高系统故障分离的能力,弥补SDG方法的不足。具体的做法是将SDG转化为结构残差的描述形式,再利用结构残差的基本思想,分别就变量是否完全可检测的情况给出了具体的故障分离方法。这样做可以提高系统故障分离的鲁棒性和准确性。应用实例表明,该方法可通过残差计算,准确判断故障源,实现故障分离。 展开更多
关键词 符号有向图(sdg) 结构残差 故障诊断 故障分离
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SDG故障诊断决策表的粒约简算法 被引量：2
18
作者 张志军 谢刚 《北京交通大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第5期73-77,共5页
为了减少故障特征集的维数,降低流程系统故障诊断知识库的复杂程度,本文将基于二进制粒矩阵的粒约简算法引入到基于SDG模型的故障诊断中.以离心泵与液位系统为例,用粒语言来描述和表达SDG故障诊断模型中的元素,建立反映故障-征兆因果关... 为了减少故障特征集的维数,降低流程系统故障诊断知识库的复杂程度,本文将基于二进制粒矩阵的粒约简算法引入到基于SDG模型的故障诊断中.以离心泵与液位系统为例,用粒语言来描述和表达SDG故障诊断模型中的元素,建立反映故障-征兆因果关系的决策表,进而对冗余属性及属性值进行约简,有效地约简了SDG诊断规则,提高了故障诊断的效率. 展开更多
关键词 故障诊断 符号有向图 二进制粒矩阵 粒约简
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SDG自动生成故障树软件的研究与开发 被引量：2
19
作者 张钊谦 夏涛 +2 位作者 张贝克 李安峰 吴重光 《系统仿真学报》 CAS CSCD 2003年第10期1391-1393,共3页
故障树分析法是分析系统可靠性的一种有效方法。对于复杂系统而言,进行故障树自动生成十分重要。本文从基于符号定向图的定性仿真方法出发,开发了一套可视化的故障树自动生成软件。本软件由人机交互接口、信息处理中心和推理机三个部分... 故障树分析法是分析系统可靠性的一种有效方法。对于复杂系统而言,进行故障树自动生成十分重要。本文从基于符号定向图的定性仿真方法出发,开发了一套可视化的故障树自动生成软件。本软件由人机交互接口、信息处理中心和推理机三个部分组成,能够支持故障树自动生成的全过程。在软件核心部分推理机的设计中,针对传统的Lapp&Powers算法进行了两点改进。首先,我们提出一种基于反向搜索索引及操作符模块化组态的全面快速的定性推理机制;其次,我们提出了一种新颖高效的矩阵开拓算法,用于搜索SDG模型中的负反馈回路及前馈回路。本文最后给出一个硝酸换热器的故障树自动生成过程,证明了本软件的实用性和高效性。 展开更多
关键词 故障树自动生成 定性仿真 符号定向图 Lapp&Powers算法 推理机
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基于PCA-SDG的水轮机调节系统故障诊断 被引量：2
20
作者 刘明华 南海鹏 余向阳 《排灌机械工程学报》 EI 北大核心 2013年第12期1065-1071,共7页
讨论了基于符号有向图SDG的故障诊断方法,建立了闭环控制系统的SDG模型及故障诊断推理规则.利用经验方法建立了典型的水轮机调节系统的SDG模型及故障诊断推理规则.针对SDG模型节点符号确定的主观性问题及节点阈值的组合爆炸问题,将主元... 讨论了基于符号有向图SDG的故障诊断方法,建立了闭环控制系统的SDG模型及故障诊断推理规则.利用经验方法建立了典型的水轮机调节系统的SDG模型及故障诊断推理规则.针对SDG模型节点符号确定的主观性问题及节点阈值的组合爆炸问题,将主元分析PCA方法与SDG模型结合用于故障诊断.利用系统运行数据建立主元分析PCA模型,根据PCA模型构造残差统计量进行故障检测,当有故障发生时,将每一检测分量对残差统计量的贡献率与设定的贡献率阈值比较,得到各检测分量的定性符号值,该符号值作为SDG模型中相应节点的符号,根据SDG推理规则进行故障推理,找出故障源.根据现场运行数据建立水轮机调节系统的PCA模型,应用PCA-SDG故障诊断方法对其进行故障诊断,模拟系统传感器恒偏差故障,对故障诊断过程进行仿真,结果证明该PCA-SDG故障诊断方法对水轮机调节系统是有效的. 展开更多
关键词 水轮机调节系统 故障诊断 主元分析 符号有向图
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