基于定性仿真的高压加热器故障诊断

摘要

定性仿真是系统仿真的一个分支，是系统仿真与人工智能理论交叉产生的新领域。定性仿真不同于定量仿真，它们是两个不同的方法体系。定性仿真力求克服定量仿真的弱点，用非数字手段处理输入、建模、行为分析和输出等仿真环节，通过定性模型推导系统的定性行为。
　　定性仿真一个重要的应用是故障诊断，基于定性方法的故障诊断，可以利用系统的深层知识，它在处理不完全信息、在线诊断等方面优于定量方法。
　　高压加热器是火力发电厂回热系统的主要设备，本文以表面式高压加热器为仿真对象，建立了加热器的动态数学模型并进行仿真计算，得出了高加管系泄漏和疏水阀卡涩故障发生时高压加热器工作压力、工作水位及给水出口温度的时间响应曲线。根据加热器的动态数学模型，建立了高压加热器的定性数学模型并进行定性仿真，得出了高加水位故障时主要参数的定性状态变化趋势，通过与动态响应曲线的对比，验证定性仿真结果的正确性。
　　本文的研究工作主要分三个部分。第一部分简要介绍定性仿真的发展和基于定性仿真理论的诊断技术，根据热力系统的特点和仿真需要，在QSIM算法的基础上，扩充了相关约束，并增加了条件约束。第二部分建立了表面式高压加热器的动态数学模型并进行仿真计算，根据动态数学模型、热力系统的特性和高压加热器的结构，建立了高压加热器的定性模型，并在此基础上建立了高压加热器系统的定性模型。在建立高压加热器的定性模型时，应用了高加的定量方程，以总结参数间的因果关系，减少了定性故障模型的仿真计算量。第三部分利用已经建立的高压加热器定性模型，对高压加热器进行仿真推理，产生出相关参数的所有可能后继状态，根据定性模型中相关约束进行过滤、解释后，得到高压加热器管系泄漏和疏水阀失灵故障的故障集。

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1 绪 论

1.1概述

1.2基于定性仿真理论的诊断技术

1.3 本课题的研究背景、意义和主要研究内容

2 高压加热器动态数学模型的建立

2.1建立数学模型的简化原则以及假设条件

2.2高压加热器动态数学模型描述

2.3定量符号说明

2.4 高压加热器的常见故障

2.5高压加热器故障仿真示例

2.6仿真结果分析

2.7 本章小结

3 高压加热器定性模型的建立

3.1定性约束和定性微分方程的定义

3.2高压加热器定性数学模型

3.3 高压加热器系统的定性模型

3.4 本章小结

4高压加热器的定性仿真及故障诊断示例

4.1简化的高压加热器定性模型

4.2高压加热器各参数的状态转换

4.3高压加热器的定性仿真

4.4仿真结果分析

4.5本章小结

5 结论和展望

5.1 结论

5.2 展望

致谢

参考文献

附录