可靠性分析技术在电子装备故障诊断中的应用

结合电子装备的故障诊断特点，介绍了一种基于可靠性分析技术（故障树分析FTA和故障模式、影响分析FMEA的非实时故障诊断方法。分别从电子装备的模块级和器件级两上层次论述了诊断知识的表示和推理策略。     

基于多Agent的分布式信号流模型故障诊断方法研究

针对大型复杂电子设备故障诊断问题,在叙述常用智能故障诊断方法手段基础上,利用Agent技术,提出了多Agent的分布式信号流模型故障诊断方法,综合采用系统故障D矩阵,利用分布式数据采集并实时诊断,结合数据融合和冲突消解算法,最终得出相对合理的诊断结果,较好的解决了复杂电子设备故障诊断难的问题。     

基于BP神经网络的虚拟故障诊断的实现

针对电子设备故障诊断与维修训练的需求,以某型通信设备电源模块为例,探讨复杂电子设备元件级虚拟故障诊断的设计方案,重点研究了BP神经网络的实现、Delphi与Matlab的混合编程以及电路仿真在虚拟故障诊断中的应用,开发出某型通信设备的元件级虚拟故障诊断系统。实践证明,该系统实现了故障仿真和诊断以及虚拟拆装演示,具有较好的交互性,能够很好地解决虚拟维修过程中遇到的实际问题。     

数字信号处理器的舰船电子设备故障诊断

舰船电子设备故障与多种因素相关,使得舰船电子设备故障变化具有随机性,传统方法难以描述舰船电子设备故障的变化特点,诊断效果差。为了克服当前舰船电子设备故障诊断存在的不足,提出数字信号处理器的舰船电子设备故障诊断模型。首先采用数字信号处理器对舰船电子设备状态信号进行采集,同时去除信号中的一些噪声,然后从舰船电子设备信号中提取有效的特征,通过筛选最有效的舰船电子设备故障诊断特征进行建模,最后引入数据挖掘技术建立舰船电子设备故障诊断模型,并在相同环境下,与其他模型进行舰船电子设备故障诊断仿真模拟测试。结果表明,本文模型的舰船电子设备故障诊断误差要比对比模型更低,且减少了舰船电子设备故障诊断复杂度,诊断效率得到明显的提升。     

基于人工鱼群算法的船舶电子设备故障智能诊断方法

为实现电子设备的高效维护,确保船舶安全航行,设计了基于人工鱼群算法的船舶电子设备故障智能诊断方法。采用离散小波变换法分解电子设备运行信号样本,通过计算不同尺度下的小波能量值完成船舶电子设备故障特征参数的提取,将其作为基于RBF神经网络的故障诊断模型的输入,利用人工鱼群算法对故障诊断模型的权值、阈值参数作优化处理,最终输出不同类型故障发生概率,实现电子设备故障诊断。实验结果表明,正常以及不同故障状态下,电子设备运行信号的时域波形存在很大差异,研究方法可实现故障特征参数的提取,并完成故障类型的识别,30次迭代后MSE指标即可降至最低,仅为10^-4。     

船舶柴油机活塞环频繁异常折断故障诊断系统

传统故障诊断系统对柴油机活塞环频繁异常折断的诊断时间过长,为此构建船舶柴油机活塞环频繁异常折断故障诊断系统。设计故障诊断系统硬件架构,利用传感器群和接收器群对活塞环数据进行采集,利用移动终端与非移动终端将数据传输给数据处理模块,采用DCS技术对数据进行特征提取,将提取的数据特征导入故障诊断模块,实现船舶柴油机活塞环频繁异常折断的故障诊断。实验结果显示,构建的故障诊断系统比传统故障诊断系统诊断时间要少10 s,并且具备极高的有效性。     

基于数字信号处理技术的船舶电子设备故障诊断

当前船舶电子设备故障诊断方法无法准确表达船舶电子设备故障变化特点,船舶电子设备故障诊断成功率低,出现了大量错误的船舶电子设备故障诊断结果,同时船舶电子设备故障诊断实时性差,为此设计了基于数字信号处理技术的船舶电子设备故障诊断模型。首先分析当前船舶电子设备故障诊断模型存在缺陷的原因,通过数字信号处理技术采集船舶电子设备工作状态信号,并从信号中提取船舶电子设备故障特征向量,然后将船舶电子设备故障特征向量作为极限学习机的输入,通过确定极限学习参数建立船舶电子设备故障诊断模型,最后在Matlab2016平台上进行了船舶电子设备故障诊断仿真模拟测试。结果表明,本文模型可以提取描述船舶电子设备工作状态的信号,提取特征向量可以很好描述船舶电子设备故障类型,使得船舶电子设备故障诊断成功率得到提高,故障诊断的错误率降低,有利于船舶电子设备故障处理。     

舰船电子设备远程维修系统架构研究

该文提出了基于军用互联网构建舰船电子设备远程维修系统的总体设计方案,并讨论了系统中关键模块的实现方法。该系统以信息的流动代替维修专家的流动,能够实现舰船电子设备远程故障诊断和维修,缩短维修时间、节约维修开支。     

基于 GO-FMEA 法的远程火箭炮随动系统故障诊断

针对远程火箭炮随动系统故障诊断复杂和时序性要求高等问题,论文引入 GO 法分析其可靠性,得到模块故障概率。根据模块故障概率值大小,优先利用 FMEA 法建立故障字典,对模块故障进一步分析,确定检测顺序。两种方法综合使用,优化了故障分析流程,提高故障诊断效率。     

基于模糊神经网络的导弹故障智能诊断方法

采用模糊神经网络技术并辅以其他的诊断方法模块，利用协同计算机技术，能够对导弹武器系统进行实时在线和离线的故障进行智能诊断。研究表明，这是一种提高导弹武器故障诊断智能化的可行方法。     

A simplified method for nonlinear failure analysis of stiffened plates

This paper shows that the application of pre-determined failure equations, derived from nonlinear finite element analyses, is effective in determining failure of structural components in a simpler linear finite element analysis. An analysis method is presented which is called simplified failure analysis. The first step of this method is the nonlinear determination of a component's failure limit. Next, a linear coarse-meshed finite element model of the component is analyzed under the failure load determined in the previous step. The resulting linear stress distribution is a ‘representative failure stress’ for the component because it is in equilibrium with the applied failure load. This ‘failure stress’ is then used in simpler linear analysis to provide a representative failure limit. This method is verified by an analysis of a structural grillage.     

基于PCA和C-SVM的涡轮部件故障诊断

针对某型三轴燃气轮机高、低压涡轮部件容易出现的8种故障,提出一种基于PCA(主成分分析)与C-SVM(C-支持向量机)相结合的涡轮部件故障诊断模型.采用主成分分析方法对表征涡轮部件故障模式的测量参数进行特征提取,选择对故障模式影响最大的若干主成分作为C-SVM的输入样本,进而对高、低压涡轮部件故障进行诊断.通过实验表明,即使在较少样本的情况下,应用PCA与C-SVM相结合仍能取得较好效果.     

基于FTA的海上横向补给牵引索绞车的重要度分析

本文将故障树分析法引入牵引索绞车可靠性研究中,首先建立系统的故障树,进行故障树定性及定量分析。并以系统故障树为基础,对绞车进行了重要度分析,得出了各部件的基本故障模式相对于系统的重要度,找出影响牵引索绞车工作的重要因素,为故障诊断及维修提供依据。     

A simplified method for reliability- and integrity-based design of engineering systems and its application to offshore mooring systems

This paper presents a simplified method for the reliability- and the integrity-based optimal design of engineering systems and its application to offshore mooring systems. The design of structural systems is transitioning from the conventional methods, which are based on factors of safety, to more advanced methods, which require calculation of the failure probability of the designed system for each project. Using factors of safety to account for the uncertainties in the capacity (strength) or demands can lead to systems with different reliabilities. This is because the number and arrangement of components in each system and the correlation of their responses could be different, which could affect the system reliability. The generic factors of safety that are specified at the component level do not account for such differences. Still, using factors of safety, as a measure of system safety, is preferred by many engineers because of the simplicity in their application. The aim of this paper is to provide a simplified method for design of engineering systems that directly involves the system annual failure probability as a measure of system safety, concerning system strength limit state. In this method, using results of conventional deterministic analysis, the optimality factors for an integrity-based optimal design are used instead of generic safety factors to assure the system safety. The optimality factors, which estimate the necessary change in average component capacities, are computed especially for each component and a target system annual probability of system failure using regression models that estimate the effect of short and long term extreme events on structural response. Because in practice, it is convenient to use the return period as a measure to quantify the likelihood of extreme events, the regression model in this paper is a relationship between the component demands and the annual probability density function corresponding to every return period. This method accounts for the uncertainties in the environmental loads and structural capacities, and identifies the target mean capacity of each component for maximizing its integrity and meeting the reliability requirement. In addition, because various failure modes in a structural system can lead to different consequences (including damage costs), a method is introduced to compute optimality factors for designated failure modes. By calculating the probability of system failure, this method can be used for risk-based decision-making that considers the failure costs and consequences. The proposed method can also be used on existing structures to identify the riskiest components as part of inspection and improvement planning. The proposed method is discussed and illustrated considering offshore mooring systems. However, the method is general and applicable also to other engineering systems. In the case study of this paper, the method is first used to quantify the reliability of a mooring system, then this design is revised to meet the DNV recommended annual probability of failure and for maximizing system integrity as well as for a designated failure mode in which the anchor chains are the first components to fail in the system.     

船舶撞击力作用下高桩码头的安全评估

针对高桩码头水平承载力,应用极限概率理论分析了荷载效应的统计参数;根据构件破坏准则,确定了码头破坏模式和功能函数;依托某码头实例,建立响应模型,计算其失效概率及可靠指标。分析的结果认为,船舶撞击能和船舶撞击力符合极值I型分布;高桩码头的主要破坏为桩基础的正截面受弯破坏和水平位移过大;结合某码头工程实例,利用ANSYS有限元分析软件建立结构响应模型和PDS模块,采用蒙特卡罗的方法进行可靠性分析,共进行了10万次抽样,抽样的结果显示,码头受船撞作用失效的概率为2.073 05×10-3,可靠指标为3.76,安全结构等级为2级。     

基于VXI总线的控制模块自动检测系统设计

介绍了基于VXI总线的艇用动力监控系统控制模块电路板自动检测系统设计思想，重点讨论了系统的软硬件实现方法、解决了对多种控制模块电路板快速检测和故障定位问题。该系统经实际应用表明，满足部队使用要求，效果良好。     

Fault diagnosis of marine diesel engine intake and exhaust system based on dynamic feature fusion北大核心CSCD

[目的]船舶系统由多设备的复杂机构组成,各组件参数具有动态性和非线性的特点,所以故障诊断过程复杂。为提高诊断效率,提出一种动态特征融合方法。[方法]利用分形理论、动态理论及核主元分析(KPCA)法对系统状态数据进行重构、映射及筛选,得到主元特征数据矩阵,求得平方预测误差(SPE)及相应的控制限,构建出基于船舶柴油机进排气系统健康数据的离线监测模型,利用该模型对系统进行故障诊断分析。为验证模型的有效性,选取某船舶柴油机进排气系统的故障数据进行验证分析。[结果]结果表明,动态特征融合分析方法可有效实现对系统动态非线性状态数据的精确分析,实现对系统故障的高效分析和诊断。与KPCA及支持向量机(SVM)方法相比,所提方法具有更好的故障诊断性能。[结论]该方法可实现船舶柴油机进排气系统故障的检测和诊断,提升系统运行的可靠性和安全性。     

舰船主动力装置故障诊断系统研究

文章介绍了舰船主动力装置故障诊断专家系统的体系结构和功能实现方法,分析了系统所采用的基于案例、规则和模型的综合故障诊断模型,提出了基于面向对象的诊断知识封装模块的知识表示形式。     

服役后期海洋平台剩余寿命可靠度预测方法

为保证服役后期平台在延寿服役期内的安全性,需要对其结构整体剩余寿命可靠度进行预测。因此,文章重点研究了在随机波浪载荷作用下平台部分构件动力失效和疲劳失效时,平台整体时变可靠度预测方法。采用Miner线性累积损伤理论和首次超越失效准则,计算平台构件的疲劳寿命可靠度和动力可靠度,搜索并删除失效概率较大的构件,运用波浪增量动力分析法找出平台结构所能承受的极限波浪载荷,再结合服役海域波浪统计资料,计算平台结构系统整体时变可靠度以预测其剩余寿命。文中算例表明了该方法的实用性和简便性。     

船舶机舱监控系统的电磁兼容性分析

对船舶机舱主机监控系统的电磁兼容问题进行了详细分析,对由传感器引入的干扰途径及抑制方法进行了深入探讨。同时给出了主机监控系统电源部分的抗干扰措施和相关实验结果,以及抗干扰电缆的选用方法。降低了故障发生频率,确保了船舶机舱监控系统稳定可靠地工作。