基于图模型的电子系统故障诊断方法及应用研究-仪器科学与技术专业论文.docxVIP

万方数据 万方数据 Classified Index：TJ768.3 : 621.38 Thesis for the Master Degree in Engineering RESEARCH ON MODEL BASED FAULT DIAGNOSIS METHODOLOGY AND APPLICATION ON ELECTRONIC SYSTEM Candidate: Pang Wenqing Supervisor: Prof. Zhang Yigang Academic Degree Applied for: Master of Engineering Speciality: Instrument Science and Technology Affiliation: School of Electric Engineering Date of Defense: July, 2014 Degree-Conferring-Institution: Harbin Institute of Technology 哈尔 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 摘 要 在现代大型系统中，电子设备往往占据核心地位，其使用过程中出现故障 将导致严重的后果。而由于电子设备内部存在的结构复杂、耦合关系强、信号 离散性、故障传播不确定性等因素，增加了故障诊断的难度，传统故障诊断方 法已经难以满足现代复杂电子设备故障诊断的需求。本课题针对以上问题展开 研究，以实际应用背景为基础，研究适合于大规模复杂电子设备系统级故障诊 断的方法。 本课题针对复杂电子设备系统级故障诊断的需求，重点研究基于图模型的 故障诊断方法，对故障在电子设备中产生、传播和影响的规律进行建模。对于 测试信息较为充分的情况，本课题采用层次有向图方法进行故障诊断模型的建 立。该方法以符号有向图为基础，针对符号有向图中存在的故障推理计算过程 复杂、有哪些信誉好的足球投注网站空间大等缺点，提出了层次有向图模型，该模型结合了大规模复杂 电子系统层次化、结构化的特点，能够有效地简化故障推理计算过程、提高故 障诊断效率。针对测试信息较少、系统故障传播存在不确定性的情况，本课题 研究基于概率图模型的电子系统故障诊断方法，考虑测试信息、故障模式及故 障传播特性间的概率分布特性，构建更为精确的故障诊断模型；本文利用贝叶 斯网络建立基于概率图的故障诊断模型，贝叶斯网络具有图模型结构表达的直 观性和概率论推理过程的严格性，能够准确描述系统中故障传播特性，从而提 高故障诊断的准确率和效率。 为验证提出方法的有效性，本课题以某卫星星上电气设备作为实际诊断背 景，建立了面向真实硬件的故障仿真平台。通过该平台可以实现快速的故障注 入和样本获取，以实现层次有向图模型和贝叶斯网络模型故障诊断方法的验 证。实验结果表明，与传统符号有向图模型相比，层次有向图模型可以显著提 高故障诊断效率。使用贝叶斯网络模型进行故障诊断达到了预期的故障诊断正 确率，能够满足复杂电子设备的系统级故障诊断需求。 关键词： 复杂电子系统；故障诊断；层次有向图模型；贝叶斯网络模型 ；故 障仿真 I - Abstract In the modern large-scale systems, electronic equipment often takes the critical position, and serious consequences will occur due to its failure in the using process. However, the difficulty of diagnosis is increased by complex structure, strong coupling relationship, signal discreteness, fault propagation uncertainty of electronic equipment. So it is difficult to meet the system level fault diagnosis requirements of modern complex electronic equipment with traditional fault diagnosis methods. In this thesis, to solve the above problems, fault diagnosis methods suit for large-scale complex electronic systems will be researched based on practical application background. To meet t