【摘要】：基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的故障檢測技術(shù)是復雜航天器故障檢測研究的重要方法之一,它能夠?qū)崿F(xiàn)復雜航天器的早期故障檢測,并為其在軌安全、執(zhí)行任務(wù)提供保障。本論文以飛輪故障檢測技術(shù)為背景,以統(tǒng)計分析與模式識別的相關(guān)技術(shù)為基礎(chǔ),研究飛輪的早期故障檢測技術(shù),對基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的飛輪早期故障檢測技術(shù)進行深入的研究。主要的研究內(nèi)容以及成果如下:為了實施飛輪的早期故障檢測研究,提出了飛輪的故障建模與數(shù)據(jù)特征提取的方法。首先,通過飛輪的測點分析,確定飛輪可以提供的觀測變量,以及飛輪早期故障檢測研究所需的故障類型;其次,根據(jù)傳感器故障模型、系統(tǒng)故障模型,由飛輪仿真模型生成早期故障檢測研究所需的故障數(shù)據(jù)。最后,考慮飛輪數(shù)據(jù)的特征提取與數(shù)據(jù)特征的擾動因素,結(jié)合故障檢測指標的閾值估計、閾值變異因素,為飛輪的早期故障檢測研究奠定基礎(chǔ)。針對基于統(tǒng)計分析的飛輪早期故障檢測問題,提出了基于改進主元分析和基于高斯混合模型的故障檢測方法,分別檢測變量為線性相關(guān)與非線性相關(guān)的飛輪早期故障�；诟倪M主元分析的故障檢測方法通過K-means算法對殘差空間的SPE值進行聚類,增加族類個數(shù),降低SPE指標的閾值。K-means算法使改進主元分析方法能及早檢測飛輪的故障;基于高斯混合模型的故障檢測方法通過增加有限個高斯函數(shù),提高數(shù)據(jù)的擬合精度,并利用BIP指標檢測飛輪的早期故障。最后,通過飛輪的仿真數(shù)據(jù)與遙測數(shù)據(jù)驗證本章算法的有效性。針對基于模式識別的飛輪早期故障檢測問題,提出了基于改進IMS的故障檢測方法和基于符號動力學的故障檢測方法。當飛輪故障改變多變量的幅值時,基于改進的IMS故障檢測方法利用族類代表多變量之間的相互作用,且云模型能給出故障檢測結(jié)果的置信度。與IMS的故障檢測結(jié)果相比,改進IMS的故障檢測結(jié)果更加準確、合理。而當飛輪故障改變單變量的周期時,基于符號動力學的故障檢測方法利用符號動力學提取飛輪電流的周期特征,并通過字符概率距離的閾值實現(xiàn)飛輪的早期故障檢測。通過飛輪的仿真數(shù)據(jù)驗證本章算法的有效性。針對儲能飛輪的早期故障檢測問題,提出了一種基于智能聚類與主元分析的故障檢測方法。該方法不需要故障知識,且具有很強的自適應(yīng)能力。儲能飛輪是一種近年來出現(xiàn)的新型飛輪系統(tǒng),它將姿態(tài)控制與充電、放電功能相結(jié)合,儲能飛輪的功能切換與系統(tǒng)故障難以區(qū)分。為了檢測儲能飛輪的早期故障,利用OPTICS算法的可達距離圖自動識別儲能飛輪的功能個數(shù),并采用K-means算法將觀測數(shù)據(jù)劃分為不同的族類,且族類代表儲能飛輪的不同功能,利用SPE指標檢測各族類所對應(yīng)的系統(tǒng)故障。最后,通過儲能飛輪的仿真數(shù)據(jù)驗證本章算法的有效性。
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：V467

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 樊帆;徐亞兵;;基于半監(jiān)督聚元自組織映射的齒輪早期故障檢測[J];機械傳動;2011年11期

2 王思溫;馬宗義;;微機故障檢測設(shè)備與檢測方法(四)[J];設(shè)備管理與維修;1989年04期

3 王思溫;馬宗義;;微機故障檢測設(shè)備及檢測方法(六)[J];設(shè)備管理與維修;1989年06期

4 徐力平,趙忠華,張炎華;導航傳感器故障檢測策略[J];上海交通大學學報;2002年07期

5 李新國,陳紅英;基于H_∞估計的魯棒故障檢測[J];中國空間科學技術(shù);2004年06期

6 李志生;張國強;劉建龍;;故障檢測與診斷技術(shù)在暖通空調(diào)領(lǐng)域的應(yīng)用和展望[J];流體機械;2006年06期

7 李姍姍;劉勇;潘成勝;;分布式故障檢測技術(shù)在雙獨立互聯(lián)系統(tǒng)中的應(yīng)用[J];沈陽理工大學學報;2006年03期

8 顏秉勇;田作華;施頌椒;;非線性攝動時滯系統(tǒng)的H_∞/H_-魯棒故障檢測[J];上海交通大學學報;2008年02期

9 沖津泰;森田郁郎;孫材濟;;電動機的自動故障檢測[J];電工技術(shù);1982年01期

10 杜和青;長壽命衛(wèi)星系統(tǒng)故障檢測的一種可變門限設(shè)置方法[J];航天控制;1987年02期

相關(guān)會議論文 前10條

1 張漢國;;大系統(tǒng)的故障檢測——隨機情形[A];1993中國控制與決策學術(shù)年會論文集[C];1993年

2 何正嘉;;早期故障預(yù)示的若干新技術(shù)與應(yīng)用研究[A];全國大中型水電廠技術(shù)協(xié)作網(wǎng)第二屆年會論文集[C];2005年

3 周東華;;一種工業(yè)異步電機的在線故障檢測與診斷新方法[A];1994年中國控制會議論文集[C];1994年

4 趙琦;周東華;;閉環(huán)系統(tǒng)的小故障檢測與分離方法[A];第十九屆中國控制會議論文集（二）[C];2000年

5 李福明;段廣仁;;一種魯棒故障檢測與分離的參數(shù)化方法[A];第16屆中國過程控制學術(shù)年會暨第4屆全國故障診斷與安全性學術(shù)會議論文集[C];2005年

6 王洪江;孫保民;田進步;;一種圖形化的故障檢測和診斷方法[A];全國第19屆計算機技術(shù)與應(yīng)用（CACIS）學術(shù)會議論文集（上冊）[C];2008年

7 彭濤;桂衛(wèi)華;Ding Steven X;湯瓊;李昊;;一種基于混合H_-/H_∞的故障檢測系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計方法[A];第二十七屆中國控制會議論文集[C];2008年

8 魏晨;陳宗基;;非線性系統(tǒng)的魯棒故障檢測與診斷[A];第十九屆中國控制會議論文集（二）[C];2000年

9 韓兵;陳新海;;隨機參數(shù)最小均方濾波及其在飛行器故障檢測中的應(yīng)用[A];1995中國控制與決策學術(shù)年會論文集[C];1995年

10 葛彤;鄧建華;;復雜動態(tài)系統(tǒng)故障檢測與診斷的層次遞進方法[A];1996中國控制與決策學術(shù)年會論文集[C];1996年

相關(guān)重要報紙文章 前5條

1 陳代壽;BFD高速路由故障檢測[N];中國計算機報;2005年

2 涵薏;排除風電系統(tǒng)中的故障[N];上海科技報;2010年

3 上海 徐亞東;ADSL故障檢測利器[N];電腦報;2004年

4 暴青雨　本報特約通訊員 趙彥斌;為了戰(zhàn)時能打贏[N];解放軍報;2011年

5 翟衛(wèi)平;梁來潤;為了航天員的生命安全[N];中國航天報;2003年

相關(guān)博士學位論文 前10條

1 龔學兵;基于數(shù)據(jù)驅(qū)動方法的飛輪系統(tǒng)早期故障檢測[D];哈爾濱工業(yè)大學;2017年

2 喬常明;故障檢測與診斷方法研究及其在網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)中的應(yīng)用[D];黑龍江大學;2015年

3 劉洋;魯棒模型預(yù)測控制與基于數(shù)據(jù)重構(gòu)的故障檢測[D];天津大學;2015年

4 何雨辰;數(shù)據(jù)驅(qū)動的過渡過程建模與監(jiān)測[D];浙江大學;2017年

5 沈非凡;基于軌跡分析的工業(yè)過程建模與故障檢測[D];浙江大學;2016年

6 王紅茹;動態(tài)系統(tǒng)的魯棒故障檢測與分離方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2006年

7 楊青;集合型故障檢測與診斷技術(shù)研究[D];長春理工大學;2013年

8 張登峰;動態(tài)系統(tǒng)的故障檢測與診斷研究[D];南京理工大學;2003年

9 李霄劍;魯棒自適應(yīng)故障檢測與隔離方法研究[D];東北大學;2011年

10 馬傳峰;基于觀測器的魯棒H_∞故障檢測問題研究[D];山東大學;2007年

相關(guān)碩士學位論文 前10條

1 張荷;基于PU學習的軟件故障檢測方法研究[D];西北農(nóng)林科技大學;2015年

2 妥建軍;一種配電網(wǎng)有源相間故障檢測技術(shù)的研究[D];山東大學;2015年

3 鄭茜予;基于主元分析的微小故障檢測[D];華北電力大學;2015年

4 翟夢佳;基于數(shù)據(jù)的燃料電池典型非正常工況故障檢測研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2015年

5 陳姣;基于子空間辨識方法的動態(tài)系統(tǒng)的故障檢測與診斷[D];華中科技大學;2015年

6 吳翔;可實現(xiàn)任意可靠度的故障檢測與切換系統(tǒng)模型研究[D];東華理工大學;2015年

7 樓嘉宇;基于機器學習的電弧故障檢測算法研究[D];杭州電子科技大學;2015年

8 洪碩果;SDN網(wǎng)絡(luò)的故障檢測和恢復技術(shù)研究與實現(xiàn)[D];南京郵電大學;2015年

9 朱永昌;基于主元分析的故障檢測技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)研究[D];太原科技大學;2015年

10 周艷春;云計算中大規(guī)模集群下故障檢測功能的設(shè)計與實現(xiàn)[D];東南大學;2015年

，

本文編號：2567718