基于粒子濾波的故障診斷方法的研究.pdf

1、故障診斷因其具有降低生產(chǎn)成本、保障生產(chǎn)安全的實用價值，在許多領(lǐng)域得到廣泛應用，然而在現(xiàn)實生產(chǎn)生活當中，系統(tǒng)設備結(jié)構(gòu)復雜，多為非線性系統(tǒng)，現(xiàn)場存在大量嚴重噪聲干擾，這為故障診斷的實施造成了很大障礙。基于粒子濾波的故障診斷方法為解決此類問題提供了一種有效的途徑。傳統(tǒng)粒子濾波算法主要存在粒子退化現(xiàn)象以及粒子多樣性匱乏現(xiàn)象問題，本文通過分析多種改進粒子濾波算法，重點介紹了基于微分進化的改進粒子濾波算法，通過優(yōu)化重采樣過程，并建立合適采樣建議分布

2、，來解決此問題。并將其應用于故障診斷當中，以提高故障診斷的性能。通過模擬仿真結(jié)果證明，基于微分進化的改進粒子濾波算法應用于故障診斷中，可以通過采集較少的粒子獲得故障診斷結(jié)果，且具有更高的準確性。
　　本論文的主要貢獻如下:
　　(1)首先，介紹粒子濾波的原理、意義和發(fā)展現(xiàn)狀。重點介紹粒子濾波算法的起源以及粒子算法的三種經(jīng)典改進算法---重要性重采樣算法，正則粒子濾波算法和無跡粒子濾波算法，并分析研究算法程序的實現(xiàn)。
　

3、　(2)其次，介紹微分進化思想，并在此基礎(chǔ)上介紹了基于微分進化算法與無跡粒子濾波算法相結(jié)合的改進粒子濾波算法。通過對四種粒子濾波算法進行仿真，結(jié)果證明基于微分進化的改進粒子濾波算法相比其他算法具有更小估計偏差，且可以實現(xiàn)通過采集很少的粒子來進行準確的系統(tǒng)狀態(tài)預估。
　　(3)最后，研究粒子濾波算法在故障診斷領(lǐng)域的應用方法，重點介紹了基于似然函數(shù)的改進故障診斷方法，可以用于判斷故障發(fā)生的模式，并對基于微分進化的改進粒子濾波算法在故障