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动态系统实际故障可诊断性的量化评价研究
  • ISSN号:0254-4156
  • 期刊名称:自动化学报
  • 时间:2015.4.15
  • 页码:497-507
  • 分类:TP[自动化与计算机技术]
  • 作者机构:[1]北京控制工程研究所,北京100190, [2]空间智能控制技术重点实验室,北京100190
  • 相关基金:国家自然科学基金(61203093,61004073),国家重点实验室基金(9140C590304130C590161资助
  • 相关项目:复杂闭环系统定量/定性相结合的故障可诊断性分析方法研究
中文摘要:

提出了一种新颖的动态系统实际故障可诊断性量化评价方法.该方法无需设计任何诊断算法,仅通过解析模型即可给出动态系统故障检测和隔离的难易程度,从而为实现在系统设计阶段提高故障诊断能力的工程目标提供理论指导和参考依据.首先,通过标准化模型和等价空间变换,将状态空间描述的随机动态系统实际故障可诊断性评价问题转化为概率统计中多元分布相似度判别的数学问题;然后,根据严格的数学证明,指出距离相似度判别准则在进行可诊断性量化评价中存在的不足.进而,为弥补该不足,利用故障矢量的分布概率以及不同故障矢量之间的余弦相似度,设计基于方向相似度的可诊断性量化评价新方法;最后,通过数学仿真验证该方法的有效性和优越性。

英文摘要:

This paper proposes a novel approach to quantitative evaluation of actual fault diagnosability for dynamic systems. This approach, which can quantify the difficult level to detect and isolate a fault without designing a diagnosis algorithm, provides a guidance and reference for the technical purpose of improving fault diagnosis ability in the system design phase. First, fault diagnosability evaluation for the dynamic system described by a state space model is converted to a statistical probability problem for distinguishing the similarity of different multivariate distributions through the model standardization and the parity space method. KLD(Kullback-Leibler divergence) is introduced to present the principle of evaluating fault diagnosability based on the criterion of distance similarity, and the shortages of this method are pointed out through rigorous proofs. To make up these shortages, a new method for quantitative diagnosability evaluation is designed, which is derived from the probability distribution of fault vectors and the cosine similarity between two different fault vectors in the view of directional similarity. Finally, the validity and superiority of the proposed approach are verified by numerical simulations.

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期刊信息
  • 《自动化学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国自动化学会 中国科学院自动化研究所
  • 主编:王飞跃
  • 地址:北京东黄城根北街16号
  • 邮编:100717
  • 邮箱:aas@ia.ac.cn
  • 电话:010-64019820
  • 国际标准刊号:ISSN:0254-4156
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2109/TP
  • 邮发代号:2-180
  • 获奖情况:
  • 1997年获全国优秀期刊奖,1985、1990、1996、2000年获中国科学院优秀期刊二等奖,2002年获国家期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国数学评论(网络版),德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:27550