發(fā)布時間：2021-04-24 06:53

　　隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,應(yīng)用在各個領(lǐng)域的工程系統(tǒng)更加復(fù)雜,集成度越來越高,人們對系統(tǒng)可靠性和安全性的需求也越來越高。為避免經(jīng)濟損失和嚴重事故的發(fā)生,提早的檢測故障,并預(yù)知故障的發(fā)生是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的重要步驟。鑒于此,本文對連續(xù)隱馬爾可夫模型的故障檢測與故障預(yù)測進行了研究,并分別和主元分析法故障檢測方法和隱馬爾可夫模型多步故障預(yù)測進行了仿真對比,在TE過程中進行了仿真驗證。本文主要研究故障預(yù)測中故障檢測和故障預(yù)測算法兩個方面。本文提出一種新的基于連續(xù)隱馬爾可夫模型的故障檢測算法,首先利用主元分析法進行數(shù)據(jù)降維,然后進行模型訓(xùn)練,在獲得連續(xù)隱馬爾可夫模型的情況下,構(gòu)建新的基于條件概率的故障檢測指標(biāo),通過比較閾值和測試數(shù)據(jù)的統(tǒng)計量大小,判斷系統(tǒng)是否發(fā)生故障,將仿真結(jié)果和依據(jù)主元分析法的故障檢測算法進行對比,驗證了此方法的可行性。最后,在隱馬爾可夫模型的基礎(chǔ)上,利用隱馬爾可夫模型之間的結(jié)構(gòu)和關(guān)系,提出一種基于連續(xù)隱馬爾可夫模型的多步故障預(yù)測算法,并將該算法采用不同步數(shù)的隱馬爾可夫模型多步故障預(yù)測在TE過程中進行了對比,表明了提出方法的有效性。 

【文章來源】：北方工業(yè)大學(xué)北京市

【文章頁數(shù)】：57 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景與研究意義
    1.2 故障檢測研究現(xiàn)狀
        1.2.1 定性分析
        1.2.2 定量分析
    1.3 故障預(yù)測研究現(xiàn)狀
        1.3.1 基于可靠性概率統(tǒng)計的故障預(yù)測方法
        1.3.2 基于物理模型的故障預(yù)測方法
        1.3.3 基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的故障預(yù)測方法
    1.4 隱馬爾可夫模型在故障檢測和故障預(yù)測方面的研究現(xiàn)狀
    1.5 本文主要工作及內(nèi)容安排
第二章 隱馬爾可夫模型基本理論
    2.1 隱馬爾可夫模型基本概念
        2.1.1 馬爾可夫鏈
        2.1.2 隱馬爾可夫模型參數(shù)
    2.2 隱馬爾可夫模型基本算法
        2.2.1 前向-后向算法
        2.2.2 維特比算法
        2.2.3 Baum-Welch算法
    2.3 連續(xù)隱馬爾可夫模型
    2.4 隱馬爾可夫模型在實際問題中的改進
        2.4.1 初始值選取
        2.4.2 算法下溢
        2.4.3 多觀測序列
    2.5 本章小結(jié)
第三章 基于連續(xù)隱馬爾可夫模型的故障檢測
    3.1 TE過程概述
        3.1.1 TE過程工藝介紹
        3.1.2 過程變量
        3.1.3 過程故障
    3.2 主元分析法
        3.2.1 主元分析法基本原理
        3.2.2 主元分析法建模方法
        3.2.3 基于主元分析法的故障檢測算法
    3.3 基于連續(xù)隱馬爾可夫模型故障檢測原理
        3.3.1 特征提取
        3.3.2 實時檢測指標(biāo)與實時閾值
    3.4 仿真驗證
    3.5 本章小結(jié)
第四章 基于連續(xù)隱馬爾可夫模型的故障預(yù)測
    4.1 隱馬爾可夫模型故障預(yù)測模型
    4.2 基于隱馬爾可夫模型的故障預(yù)測算法
    4.3 基于連續(xù)隱馬爾可夫模型的故障預(yù)測算法
        4.3.1 引入連續(xù)隱馬爾可夫模型進行故障預(yù)測
        4.3.2 基于連續(xù)隱馬爾可夫模型的多步故障預(yù)測的算法步驟
    4.4 仿真結(jié)果對比分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 工作總結(jié)
    5.2 研究展望
參考文獻
在學(xué)期間的研究成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]數(shù)據(jù)驅(qū)動故障預(yù)測和健康管理綜述[J]. 彭宇,劉大同.  儀器儀表學(xué)報. 2014(03)
[2]故障預(yù)測與健康管理技術(shù)綜述[J]. 彭宇,劉大同,彭喜元.  電子測量與儀器學(xué)報. 2010(01)
[3]動態(tài)系統(tǒng)的故障診斷技術(shù)[J]. 周東華,胡艷艷.  自動化學(xué)報. 2009(06)
[4]定性仿真在鍋爐狀態(tài)監(jiān)控和故障診斷中的應(yīng)用[J]. 王洪江,孫保民,田進步.  工程熱物理學(xué)報. 2007(01)

博士論文
[1]HMM動態(tài)模式識別理論、方法以及在旋轉(zhuǎn)機械故障診斷中的應(yīng)用[D]. 馮長建.浙江大學(xué) 2002



本文編號：3156898