基于第一原理的实用故障诊断算法-东南大学学报.PDF

第 卷第 期 ２９ ３ 东 南 大 学 学 报 Ｖｏｌ２９Ｎｏ３ 年 月 １９９９ ５ ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＯＵＴＨＥＡＳＴＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ Ｍａｙ１９９９  基于第一原理的实用故障诊断算法 方 敏 茹继锋 王 峻 （合肥工业大学，合肥 ２３０００９） （东南大学自动控制系，南京 ２１００９６） 摘 要 根据基于第一原理的多故障诊断理论，针对具有固定测量点的连续物理系 统，提出一种实用诊断算法 算法分 步： 根据系统的结构和测量点分布等不变知 ． ３ ① 识，离线识别最小冲突集候选； 根据测量数据，在线确定最小冲突集合组； 由系统 ② ③ 的冲突集合组求出诊断集 算法可大大节省时间资源，便于实时故障诊断 ． ． 关键词 故障诊断；冲突识别；约束传播 分类号 ＴＰ２７７ ［，］ １２ 由Ｒｅｉｔｅｒ等人提出的基于第一原理的多故障诊断算法 ，利用系统的结构和行为等信 息，根据实际观测的系统行为与系统应该具有的正确行为之间的不相容，来判断系统存在故 障．Ｒｅｉｔｅｒ的诊断理论给出一种形式化算法，有效地解决了由系统冲突集合组求全部诊断的问 题，但并没有给出求冲突集的有效方法 针对这一问题，考虑到连续工业过程系统中传感器的 ． 放置受到一定限制且相对固定，文献［］提出将冲突集的产生分为 步完成： 由系统结构和 ３ ２ ① 测量点分布等静态知识优化假设条件，即预先求出最小冲突集候选； 再由测量数据对假设进 ② 行测试，确定最小冲突集合组 本文给出了基于这一思想的诊断算法，使 诊断算法大为 ． Ｒｅｉｔｅｒ 简化，便于在实时故障诊断中使用． １ Ｒｅｉｔｅｒ诊断理论中的基本定义和定理 定义了一个诊断环境，记为（ ， ， ）其中， （ ） Ｒｅｉｔｅｒ ＳＤ ＣＯＭＰＯＮＥＮＴＳ ＯＢＳ． ＳＤＳｙｓｔｅｍＤｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ 是对一个给定系统的正常行为的描述，包括系统内部元件的连接和每个正常元件应满足的约 束方程； （ ）是被诊断系统的元件的集合； （ ） ＣＯＭＰＯＮＥＮＴＳ ＣＯＭＰＯＮＥＮＴＳｅｔ ＯＢＳ ＯＢｓｅｒｖａｔｉｏｎＳｅｔ 是元件的输入输出观测值的集合 并且使用谓词 （）表示元件 不正常（ ）， ． ＡＢｃ ｃ ＡＢｎｏｒｍａｌ ＡＢ