基于仿真的某型雷达智能故障诊断系统构建方法研究

摘要

故障诊断是一个古老而崭新的话题。然而国内的电子产品，特别是大型复杂设备智能故障诊断的应用现状并不理想。本文主要试图解决这么几个问题：面向故障诊断进行仿真建模；对仿真模型进行故障注入，获取故障模式，从而获取系统全面的专家知识；采用模糊神经网络对这些知识进行规约和抽象；采用模糊聚类算法对专家知识进行诊断现场的融合；采用虚拟仪表获取信号数据，运用小波变换等提取故障征兆，实现故障的诊断和预测；基于仿真模型构建嵌套推理算法，实现模拟故障排除训练和考核，分析岗位人员对原理的掌握情况。提出了基于仿真构建专家系统的系统开发思路，和基于仿真构建模拟排故训练思路。 文章的开始，分析了传统专家系统存在的缺点和局限性，提出了基于仿真构建电子设备智能故障诊断系统的设想。对于专家知识的获取和知识的系统应用是一种很好的尝试，较好的解决了知识获取的窄瓶颈问题。并结合实际对某型雷达的智能故障诊断进行了顶层结构设计；对具体功能进行了细化，并对实现技术可行性进行了分析。结合雷达的实际应用，对雷达的故障诊断提出了基于互联网的远程故障诊断的实现方法。 面向电子设备的故障诊断，分析仿真带来的优点和缺点制定具体的仿真算法，故障注入遍历算法；结合某型雷达的某功能电路板的仿真模型及仿真运行的实例，谈了如何运用神经网络技术构建电路板智能故障诊断的方法；运用数字虚拟仪表对故障症兆进行提取的方法，并以大电容特性的数值化检测，以及轴承的检验方法为例，对故障探测原理和计算公式进行了分析； 最后结合原型化开发实例，对于数据库的进行了概念设计，构建了模块的嵌套数据结构，分析了故障字典的构建方法，规则表的实现和仿真运行的递归推理算法。

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1课题来源以及研究的目的和意义

1.2国内外研究现状及存在的问题

1.2.1传统故障诊断系统的发展及局限

1.2.2基于仿真的故障诊断应在系统设计时得到高度重视

1.3本文的主要研究工作

2基于仿真的某型雷达智能故障诊断系统设计

2.1某型雷达系统的工程分析仿真

2.1.1数据采集系统

2.1.2故障诊断专家系统

2.1.3设备操作演练及故障预防控制

2.2.某型雷达智能故障诊断系统构成

2.3.某型雷达智能故障诊断系统主要技术指标

2.3.1.雷达工程分析仿真环境

2.3.2.数据采集与控制系统

2.3.3.故障诊断系统

2.4.工作原理和方法

2.4.1.工程分析仿真环境

2.4.2.分系统级的故障诊断技术

2.4.3.基于现场测试的电路板故障定位法

2.4.4.基于电路仿真的故障分析与芯片级(元器件)定位

3面向故障诊断的仿真建模方法初探

3.1面向故障诊断仿真建模的一般方法

3.1.1仿真系统的定义

3.1.2进行相似分析

3.1.3建立相似模型

3.1.4结合故障注入，建立仿真模型

3.1.5仿真模型的测试和检验

3.2面向故障注入某功能板卡仿真实例

4基于仿真的故障诊断方法初探

4.1仿真模块的故障模型

4.1.1故障诊断的基本概念

4.1.2仿真模型的故障模型

4.2故障注入技术的应用

4.2.1面向仿真的故障注入

4.2.2单模块故障的仿真注入算法

4.2.3多模块故障组合的仿真注入算法

4.3模糊神经网络技术的应用

4.3.1神经网络的基本概念

4.3.2模糊神经网络诊断的一般建立方法

4.3.3模糊神经网络模型

4.3.4某功能电路板应用神经网络诊断构建实例

4.4虚拟仪表技术的运用

4.4.1虚拟仪表的基本概念

4.4.1在滚动轴承故障诊断中的应用

4.4.2电容型设备虚拟介质损耗在线检测

4.5模糊聚类在故障诊断中的应用

4.5.1模糊聚类算法(Fuzzy cluster algorithm)

4.5.2用于故障诊断的模糊模型

4.5.3运用模糊聚类进行故障诊断的步骤

5基于仿真的智能故障诊断原型化开发方法

5.1如何实现图形化建模

5.2数据库结构设计

5.3故障字典的生成

5.4规则表的高级实现

5.5仿真运行算法

5.6远程智能故障诊断专家系统的实现

附图

6总结及展望

致谢

参考文献

1.作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目及得奖情况