發(fā)布時間：2018-06-25 12:01

  本文選題：遙測系統(tǒng) + 故障預(yù)測��； 參考：《中國航天科技集團公司第一研究院》2017年碩士論文

【摘要】：遙測系統(tǒng)的故障預(yù)測是一個多個學(xué)科的交叉領(lǐng)域。指標預(yù)測技術(shù)和故障識別技術(shù)是實現(xiàn)目前遙測系統(tǒng)故障預(yù)測系統(tǒng)的關(guān)鍵。故障預(yù)測系統(tǒng)通過分布在遙測系統(tǒng)中的多種傳感器以及相應(yīng)的軟硬件接口,能夠?qū)崿F(xiàn)對遙測系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)的檢測并獲取用于故障預(yù)測的原始數(shù)據(jù),通過支持向量回歸(support vector regression,SVR)、支持向量機(Support Vector Machine,SVM)等數(shù)據(jù)分析和預(yù)測技術(shù),能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)歷史指標數(shù)據(jù)和當(dāng)前的指標數(shù)據(jù)判定遙測系統(tǒng)當(dāng)前的故障狀態(tài),并實現(xiàn)對未來故障的預(yù)測。本文在經(jīng)典遙測系統(tǒng)的故障識別和預(yù)測技術(shù)基礎(chǔ)之上,針對故障預(yù)測系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計與實現(xiàn)、指標預(yù)測、基于預(yù)測指標的故障判別等問題,設(shè)計并實現(xiàn)了一個基于歷史指標數(shù)據(jù)的故障預(yù)測系統(tǒng)架構(gòu);設(shè)計并實現(xiàn)了基于SVR的指標預(yù)測方法;利用指標預(yù)測結(jié)果,采用機器學(xué)習(xí)的方法進行了故障狀態(tài)的判別:1.針對遙測系統(tǒng)的現(xiàn)狀和故障預(yù)測的功能需求,設(shè)計并部分實現(xiàn)了可以基于歷史指標數(shù)據(jù)的故障預(yù)測系統(tǒng)。2.對指標預(yù)測過程中的指標數(shù)據(jù)的采集與清洗、SVR模型的訓(xùn)練、單指標預(yù)測和多指標預(yù)測等關(guān)鍵技術(shù)進行研究和改進。在數(shù)據(jù)的采集與清洗方面,采用遙測設(shè)備傳感器獲取的指標數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)源,并將數(shù)據(jù)采用圖的方式進行數(shù)據(jù)的可視化。在單指標預(yù)測方面,通過時間窗口分段選取指標數(shù)據(jù)進行SVR的指標預(yù)測,并對精度較高的單步預(yù)測和時間跨度較大的多步預(yù)測進行了研究和對比。進行了基于時間一致性的多指標預(yù)測。3.對目前的遙測系統(tǒng)故障判別方法進行研究,提出了一種基于機器學(xué)習(xí)的故障判別方法。與現(xiàn)有方法相比,該方法對故障的判別僅依據(jù)歷史故障數(shù)據(jù),能夠在不改變方法的情況下對多個型號的遙測設(shè)備進行故障判別。4.本文使用Python語言實現(xiàn)了故障預(yù)測系統(tǒng)的軟件部分。實現(xiàn)的系統(tǒng)能夠依據(jù)歷史的指標數(shù)據(jù)對未來指標進行預(yù)測,預(yù)測的結(jié)果可以通過可視化的方式進行顯示。在指標預(yù)測的基礎(chǔ)上,使用機器學(xué)習(xí)的方法對未來的故障狀態(tài)進行判別。最終通過指標預(yù)測和對未來指標數(shù)據(jù)的故障判別,實現(xiàn)了對遙測系統(tǒng)的故障預(yù)測。
[Abstract]:The fault prediction of telemetry system is a cross-disciplinary field. Index prediction technology and fault identification technology are the key to realize the current telemetry system fault prediction system. The fault prediction system can detect the current status of the telemetry system and obtain the original data for the fault prediction through a variety of sensors distributed in the telemetry system and the corresponding hardware and software interfaces. By using support vector regression (support vector), support vector machine (SVM) and other data analysis and prediction techniques, the current fault state of telemetry system can be determined according to historical index data and current index data, and the future fault prediction can be realized. On the basis of the fault identification and prediction technology of the classical telemetry system, this paper aims at the design and implementation of the fault prediction system architecture, the index prediction, the fault discrimination based on the prediction index and so on. A fault prediction system architecture based on historical index data is designed and implemented. An index prediction method based on SVR is designed and implemented. According to the current situation of telemetry system and the functional requirements of fault prediction, a fault prediction system .2. based on historical index data is designed and partially implemented. This paper studies and improves the key techniques of index data acquisition and cleaning SVR model, single index prediction and multiple index prediction in the process of index prediction. In the aspect of data acquisition and cleaning, the index data obtained by telemetry device sensor is used as the data source, and the data is visualized by the way of graph. In the aspect of single index prediction, the index prediction of SVR is carried out by selecting the index data from time window, and the single step prediction with high precision and the multi step prediction with long time span are studied and compared. The time consistency based multiple index prediction. 3. A fault discrimination method based on machine learning is proposed in this paper. Compared with the existing methods, this method can distinguish the faults of multiple types of telemetry equipment only according to the historical fault data, and can be used to judge the faults of multiple types of telemetry equipment without changing the method. In this paper, the software of fault prediction system is realized by Python language. The system can predict the future index according to the historical index data, and the predicted results can be visualized. On the basis of index prediction, machine learning is used to judge the future fault state. Finally, the fault prediction of telemetry system is realized by index prediction and fault discrimination of future index data.
【學(xué)位授予單位】：中國航天科技集團公司第一研究院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：V556;TP181

【參考文獻】

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本文編號：2065839