基于粒子濾波的混雜系統(tǒng)故障診斷.pdf

1、混雜系統(tǒng)是指既包含連續(xù)動態(tài)特性，又包含離散動態(tài)特性，而且兩種動態(tài)特性相互作用的系統(tǒng)。一般規(guī)模比較大的自動控制系統(tǒng)都具有混雜特性，導(dǎo)致系統(tǒng)復(fù)雜并且可能出現(xiàn)多種多樣的故障，為了保證系統(tǒng)的正常運行和安全問題，必須有高效準確的故障診斷方法;對于混雜系統(tǒng)這樣的非線性系統(tǒng)，粒子濾波算法比卡爾曼濾波算法更具優(yōu)勢。本文研究了基于粒子濾波算法的混雜系統(tǒng)故障診斷問題，具體切入點為模型建立方案、混雜系統(tǒng)故障分類和具體故障診斷方法及其性能評定，對非線性系統(tǒng)故障

2、診斷的方法進行了探究。
　　本文所做主要工作如下:
　　(1)分析了粒子濾波算法的粒子退化問題和重要性密度函數(shù)選擇問題，比較算法SIR和UPF的優(yōu)缺點，作為理論基礎(chǔ)。針對經(jīng)典的系統(tǒng)故障模型邏輯簡單、故障人工注入單一且不具備隨機性的特點，根據(jù)隨機混雜系統(tǒng)理論，建立了隨機混雜自動機(SHA)模型，模擬了更為復(fù)雜多樣的故障。
　　(2)建立了水箱水位控制系統(tǒng)的隨機混雜自動機模型，對該系統(tǒng)出現(xiàn)的故障進行抽象、分類，總結(jié)為執(zhí)行故

3、障、觀測故障、切換故障，并針對常用的模態(tài)—變量混雜系統(tǒng)粒子濾波估計方法難于應(yīng)用在復(fù)雜邏輯模型上的特點，提出了基于粒子濾波的混雜系統(tǒng)切換統(tǒng)計故障診斷方法，并進行了驗證。
　　(3)為了能使模型表達能力更強，靈活度更高，本文引入了分層混雜系統(tǒng)理論，在理論的基礎(chǔ)上給出實現(xiàn)分層混雜系統(tǒng)理論的具體建模方法，提出了上層模態(tài)和子模態(tài)的概念，且在具體建模過程中發(fā)現(xiàn)上層模態(tài)切換出現(xiàn)斷層問題，提出中轉(zhuǎn)模態(tài)概念和方法進行解決，完成了分層混雜自動機建模。