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欧洲塞浦路斯大学Marios M. Polycarpou教授:智能建筑中的传感器故障诊断
IEEEJAS 2020-6-5 09:15
1. 文章导读 美国开展的国家人类活动模式调查(NHAPS)结果显示,在美国,每人平均有86.9%的时间在室内度过。因此人类健康和生活质量在很大程度上取决于湿度、温度、空气质量以及其他更多的室内条件,这些因素与暖通空调系统(Heating, Ventilation and Air-Conditioning (HVAC) system)的安全可靠运行密切相关。 HVAC系统是由大量相互连接的部件组成的复杂机械,随着系统的连续运行,其传感器、电线、风机、阀门、泵等机电设备的故障难以避免。智能故障诊断算法可分为两类:数据驱动/数据挖掘和基于模型故障诊断算法。 前一类包括传统的计算智能算法,起源于机器学习和模式识别。数据驱动方法通常需要历史数据(即传感器数据)来训练故障决策规则。目前主要的数据驱动方法包括主成分分析、支持向量机、神经网络、遗传算法、模糊逻辑模型等。 对区域间的传热进行建模会产生非线性、非Lispschitz动态项,可创建更真实的模型,从而降低保守的故障检测阈值,提高算法的可检测性。然而,处理硬非线性会给设计分析带来挑战。 IEEE和IFAC Fellow、塞浦路斯大学Marios M. Polycarpou教授等在IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica最新发表“ Scalable Distributed Sensor Fault Diagnosis for Smart Buildings ” 一文,研究考虑互连建筑区域,设计了一种基于可扩展分布式模型的大型HVAC系统的多传感器故障诊断方法。 根据暖通空调系统和建筑分区的拓扑结构,将整个系统划分为相互连接的子系统。传感器组S(i)收集每个子系统的测量值,局部传感器故障诊断代理M(i)用于监视相应的传感器组,并利用本地信息和从其相邻代理(如,控制输入、传感器测量)发送的信息获得的本地状态估计来检测和隔离单个和多个传感器故障,如图1所示。 图1 智能建筑分布式传感器故障诊断体系 每个专用传感器故障诊断代理M(i)由分布式传感器故障检测模块和分布式传感器故障隔离模块组成。前者负责检测被监测子系统和/或其相邻互连子系统的传感器故障,通过比较残差和相应的自适应阈值生成局部检测信号。基于局部状态估计,每个智能体可检测影响局部或相邻子系统的传感器故障。考虑分布式代理的连通性,基于本地检测决策激活的分布式传感器故障隔离模块构造了故障特征矩阵,以精确定位传感器故障位置。 在由83个建筑区域组成的大型暖通空调系统的多传感器故障情况下,评估了该方法的鲁棒性、故障检测性和可扩展性等,并通过修改传感器噪声方差的多个仿真场景对该方法的灵敏度进行了评估,结果表明了该方法的有效性。 注:文章导读由JAS编辑整理摘译,如有疏漏欢迎指正 2. 文章信息 Panayiotis M. Papadopoulos, Vasso Reppa, Marios M. Polycarpou, and Christos G. Panayiotou, Scalable Distributed Sensor Fault Diagnosis for Smart Buildings , IEEE/CAA J. Autom. Sinica , vol. 7, no. 3, pp. 638-655, May 2020. 3. 全文阅读获取 1)点击文题在线阅读、获取全文PDF; 2) 识别下方二维码畅读;
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66、中医现代化的科技基础
baishp 2019-9-29 20:45
66、中医现代化的科技基础 发两张截图。这是我在网上随意下载的一些科技论文,关于工程故障诊断、模式识别等方面的论文题目截图。关于中医现代化,这是在科技方面的基础,也是思路。另外研究者还需具备两方面的基础,一是医易经典的知识,为建模提供基本框架结构设想,二是长期身体体验,体验身体种种生理病理的感受感知,与外界物理气候、机械生化因素影响的关系,为模型仿真验证提供支持。 图66-1 图66-2
个人分类: 抄袭剽窃|1237 次阅读|0 个评论
TensorFlow平台下深度神经网络在
bshen 2019-9-10 11:58
硕士学位毕业论文 硕士研究生: 沈佳豪 指导教师:沈斌 教授 答辩时间:2018.09 沈佳豪毕业论文.pdf
个人分类: 硕士研究生毕业论文|1995 次阅读|0 个评论
基于粗糙集案例推理的数控机床故障诊断专家系统研究
bshen 2019-8-27 09:39
硕士学位毕业论文 硕士研究生: 孙翔 指导教师:沈斌 教授 答辩时间:2014.06 摘要 数控机床是制造企业生产线上的关键设备,为了避免由于发生故障时机床长时间停机给企业造成巨大的经济损失,需要运用故障诊断技术及时判断机床故障状态并进行排除,因此对数控机床展开相关故障诊断技术的研究具有重大的现实意义。但是,目前数控机床的故障诊断过分依赖维修服务人员的经验,尚缺乏一种集信息采集和诊断推理于一体的具有专家水平的智能化诊断系统。 因此本文系统研究了人工智能、案例推理、粗糙集的理论和方法,并针对数控机床的故障特点对上述理论在数控机床故障诊断领域中的应用做了详细的分析,在此基础之上,设计开发了一套智能化的数控机床故障诊断专家系统,具有一定的实用性。 论文所做的主要工作有: 1. 研究分析了数控机床故障常用的诊断方法以及专家系统的原理和粗糙集理论的基本概念,提出本系统故障诊断方法以专家系统为基础、案例推理技术为核心的设计思路,并通过案例的粗集表示和属性约简,阐明了本系统以报警号码作为故障诊断主要依据的合理性。 2. 对案例推理的关键技术案例检索的原理进行了研究,建立了故障案例的两级检索模型,通过采用最近邻相似性度量方法与贝叶斯排序算法相结合的案例检索方法,向用户提供一个综合决策支持,显著提升了案例检索的效率和性能。同时针对传统的最近相邻算法存在的一些不足进行了改进,提出了基于报警号码的相似度算法模型,提高了案例匹配的精度;设计了二级案例检索的影响值算法,并设计实验进行了验证。 3. 研究分析了专家系统的一般性结构与工作原理,结合数控机床故障诊断的特点,对基于粗糙集和 CBR 的数控机床故障诊断专家系统进行了详细的方案设计,给出了案例库以及各基本功能模块的可行方案。 4. 基于 MVC 设计模式并采用 Visual Studio 2010 和 SQL Server 2005 为软件平台开发了该智能化的数控机床故障诊断系统,通过诊断实例,对推理算法和原型系统的运行情况进行了验证,证明其在实际诊断中效果良好,并对下一步的研究方向进行了展望。 关键词: 案例推理,粗糙集,数控机床,故障诊断,专家系统 ABSTRACT CNC machine tool is the key equipment in production line of manufacturing enterprise, in order to avoid the huge economic losses caused by the failure of CNC, it is necessary to timely troubleshoot the CNC fault with fault diagnosis technique. Therefore, it has a great practical significance to carry out the research of CNC machine tool fault diagnosis technology. However, CNC troubleshooting is too dependent on the knowledge and experience of the maintenance engineer at present, it still lacks an intelligent diagnosis system with expert level of understanding, which has the integrated function of information collection and troubleshooting. For this reason, this paper studied the theory and method of artificial intelligence, case-based reasoning and rough set. According to the feature of CNC fault, analyzed the application of the above mentioned theory in CNC machine tool fault diagnosis field in detail. On this basis, designed and developed a set of intelligent CNC machine tool fault diagnosis expert system, with some practicality. The main contents are summarized as follows: 1. The basic concept of rough set, the most common methods of CNC fault diagnosis and basic principle of expert system were researched and analyzed in this paper. Put forward the design idea of diagnosis method of this system, namely based on expert system and case-based reasoning. Used rough set theory in case representation and attribute reduction to illustrate the reasonableness of taking alarm as the main basis in the process of troubleshooting. 2. The key technology of case-based reasoning was studied, established the model of two-stage case retrieval, by using Nearest-Neighbor Approach combined with Bayesian sorting algorithm to provide customers with a comprehensive decision support, it significantly improved the efficiency and performance of case retrieval. According to the shortages of traditional Nearest-Neighbor algorithm, improved it and put forward the model of similarity algorithm based on alarm. Designed the affect value algorithm and verified it with experiment. 3. Studied the general structure and working principle of expert system. Carried out a detailed scheme design of CNC machine tool fault diagnosis expert system based on rough set and case-based reasoning, gave the solution of knowledge base and the basic function modules. 4. Designed and developed database of the expert system and each function module making use of Visual Studio 2010 and SQL Server 2005 as software platform and MVC design model. Through a diagnosis example, the reasoning algorithm and the prototype system running status was verified and the next research direction was prospected. Key Words: case-based reasoning, rough set, CNC machine tool, fault diagnosis, expert system
个人分类: 硕士研究生毕业论文|1353 次阅读|0 个评论
汽车电动助力转向传感器的故障研究
bshen 2019-8-25 11:14
硕士学位毕业论文 硕士研究生:陈敏 指导教师:沈斌 教授 答辩时间:2012.06 摘要 电动助力转向系统近年来得到了迅速发展,随着被越来越广泛地应用在轿车上,人们对 EPS 系统的安全性和可靠性也提出了更高的要求。电动助力转向由电机来提供助力,作为一项新技术,和液压动力转向相比, EPS 存在不同的故障模式,而作为 EPS 最重要的部件,传感器的故障研究,及其故障诊断技术就显得十分重要。本论文对 EPS 中最主要的扭矩传感器和车速传感器的各种故障进行研究和分析,建立了一套基于 LM 神经网络的传感器故障诊断系统。 本论文工作主要包括以下几个方面的内容: 首先,基于扭矩传感器和车速传感器的结构和工作原理的深入分析,应用故障树分析,建立了传感器的故障树模型,得出了故障原因;应用失效模式与影响分析得到了传感器故障的相关重要度,找出传感器故障诊断的最优诊断模式。 其次,通过对人工神经网络和传感器故障原因和特点的研究,在 Matlab 平台上设计了基于 LM 神经网络的 EPS 传感器故障诊断系统,且具有很强的兼容性。 最后,通过台架实验得到相关故障模式数据作为样本数据,对设计的传感器故障诊断系统进行试验论证。结果表明 LM 神经网络收敛快,其精度和准确度达到了正确诊断的要求,可以用于 EPS 传感器的实时故障诊断。 本文设计的 EPS 传感器故障诊断系统,切实有效,对其他传感器的故障诊断具有指导意义,有很大的实用价值。 关键词 :电动助力转向,故障诊断,故障树,失效模式与影响分析,神经网络, Matlab ABSTRACT The electric power steering system has been developing rapidly in recent years. As more and more widely applied in the automobile industry, people put forward higher requirements to the safety and reliability of the EPS system. As a new technology, the EPS is provided the impetus by an electric motor. Compared with the hydraulic power steering, the EPS existences of different failure modes. Because the EPS is the most important component in the auto, so that the sensors' failure research and their fault diagnosis technologies in EPS ,are particularly important. This thesis researches with the faults of the torque sensor and speed sensor , which are the most important components in the EPS, and has established a sensor fault diagnosis system , which is based on the LM neural network. The principal contents studied in this thesis are as follows: First, based on in-depth analysis of the structure and working principles of the torque sensor and speed sensor, the thesis constructs the sensor fault tree models and identifies the causes of the malfunction, which are with the application of fault tree analysis. And then through the failure mode and effects analysis determines the several importances of the sensor failure, which can identify the optimal diagnostic mode of the sensor fault diagnosis. Second, with the research on the the artificial neural network and the causes and characteristics of the sensor failure, the thesis designs a EPS sensor fault diagnosis system on the Matlab platform, which is based on the LM neural network and has a strong compatibility. Finally, demonstrate the sensor fault diagnosis system with the sample data of failure modes from the bench test. The results show that the LM neural network convergence fast, and its precision and accuracy can meet the requirements of the correct diagnosis. So that it can be used for real-time fault diagnosis of EPS sensors. The design of the EPS sensor fault diagnosis system is effectively .It has a guiding significance for the other sensor fault diagnosis and great practical value. Keywords : Electric power steering, fault diagnosis, fault tree, failure mode and effects analysis, neural networks, Matlab
个人分类: 硕士研究生毕业论文|2304 次阅读|0 个评论
今年毕业六位
热度 4 zhuyucai1 2019-6-6 13:47
本没有计划当教授(中学时的梦想是当中学老师),阴错阳差来到了浙大。由于不太会包装自己,报我的研究生和毕业设计都不多。多亏同事帮忙、照顾,才不至每年断季。但今年是高产年,研究生加本科生一共毕业六位。能把自己的学术思想传下去,实在欣慰。亮亮他们都干了啥。 (1)本科毕业生Z. 考上了我的研究生,提出跟我做毕业设计。研究基于系统辨识的传感器故障诊断与模型替代,得到不错的结果。 (2)本科毕业生H. 研究因果分析和基于因果关系的网购推荐系统,证明使用系统辨识可以确定动态变量之间的因果关系。 (3)本科毕业生N. 研究股票波形特征提取及短期投资策略,找到一种波形,预测准确率为60%,平均投资收益3%. 不知这结果能否帮自己发财。 (4)硕士毕业生G. 研究基于系统辨识的系统健康监测和故障诊断,提出的方法在仿真和实体的系统的到验证。我一直认为实用的故障诊断技术离不开系统辨识,现在开始做一些研究。 (5)硕士毕业生L. 研究四旋翼飞行器的多变量辨识与多变量控制,辨识和控制方法均由真实的飞行数据来验证。飞行器摔得快散架了。 (6)博士毕业生Y. 研究多变量系统的闭环无激励的可辨识问题。多变量自适应控制是控制人做了60多年的梦,也是我的梦。对于基于模型的控制方法如MPC,多变量系统的闭环可辨识问题是第一个基本问题。得到了一些多变量系统的构造性结果。另外,该学生还研究了使用LPV模型建立动态软测量模型的方法,并用工业数据验证了方法的有效性。
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为什么一篇中文会议学术论文会引起网络广泛争议?
热度 2 youzheng 2017-7-18 13:56
最近,在网络上流传一篇中文会议的学术论文,并且引起了种种热议。论文的标题为《基于中医诊治理论的航空发动机故障诊断新技术初探》,该文主要是探讨以传统中医理论中的“天人合一”、“阴阳五行”、“穴位”等方法论来诊断航空发动机的故障。 这篇名为《基于中医诊治理论的航空发动机故障诊断新技术初探》的论文,在摘要中提到“结合传统中医理论中的整体观念、动态辩证观以及经验积累的方法,抽象出新的方法论,利用中医诊断理论的思维方式,提出了航空发动机故障诊断的新技术”。此文刊登在《第 26 届测试与故障诊断技术研讨会论文集》上,这本论文集是在第 26 届测试与故障诊断技术研讨会上的“会议资料”,该研讨会于今年 6 月 16 日在重庆举行,论文集由《计算机测量与控制》杂志社编辑出版。 论文的争议主要集中在这二个方面: ( 1 )第一种争议是认为论文作者利用中国人对传统中医理论的推崇,以及中医理论的综合诊治的思维方法,将航空发动机的故障诊断与中医的思维方法相结合起来,在对中医理论的科学原理不明的情况下,该论文有为职称评定而拼凑论文之嫌; ( 2 )第二种争议则是到涉及已争论了上百年的中医科学性问题,其中争议的焦点就是“天人合一”、“经络”与“阴阳五行”。论文虽然也涉及到这几个方面,但既没有阐明其科学原理,也缺乏最终实验结果验证。因此其应用能否得到认可还成问题,当然一些反中医者认为中医理论仍然没有科学性。论文中关于五行的关系只是作者个人的认识,而且是勉强的说法。 本博文认为,该论文意欲借助中医理论的实践经验来创新航空发动机的故障诊断方法,是一个创新性的做法。但作者并不了解中医理论的本质,不清楚经络和阴阳五行的实质,不知道阴阳五行应用于人体科学与机械科学的差异。可能说论文确有华众取宠,拼凑论文之嫌,但也看出作者在论文的内容上是花了大量心血,参考了许多中医方面的文献。而目前,中医许多理论文献本身存在较多谬论,这些谬论的存在有多方面的因素,许多来自于对科学理论一知半解的中医学者和民间科学家,也有大量来自于当年反中医人士的观点。 从科学角度来看,航空发动机故障诊断的频响函数差别法与中医的切脉有相似性,但发动机的建模已经取得长足的进步,有了数学物理模型,仍采用中医对人体科学的方法,有一种弃简就繁的感觉。另外,中医对人体的认识与现代医学从解剖学上的认识是不同的,中医的五脏在内涵上与解剖学的器官也不一样,中医诊治和治疗药方是相互关联的,而发动机的故障诊断通常需要故障的准确位置和原因,在这方面上讲,该论文主要观点是有疑问的。
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第二个基金也中了
热度 12 zhuyucai1 2016-8-25 01:05
今年第一个基金结题,所以申请了第二个面上基金,题目是: “ 面向故障诊断的系统辨识 ” 基本思想是这样的:故障诊断方向的研究有 30 多年了。主要有两种方法,基于模型的方法和基于数据的方法。基于模型的主要使用机理模型,假设模型已经得到,研究各种方法,其中未知输入观测器是主流方法。基于数据的方法有 PLS 、 PCA 等。不用想就知道,基于模型的方法优于基于数据的方法,如果能得到模型的话。 30 多年过去了,两种方法均没有规模的工业应用。我认为原因是:基于数据的方法不够深刻;基于模型的方法。。。得不到模型。 而过去的 30 多年,模型预测控制( MPC )在工业界广泛应用,成功的原因就是能得到模型,通过系统辨识手段。我就想,为什么不研究基于系统辨识模型的故障诊断方法?所以就提出了这一课题。与面向控制的系统辨识不同,面向故障诊断的系统辨识需要解决输入含有测量噪声的 EIV 系统辨识。 花了两个星期写申请,中间请两位同事帮我八股八股。四位评审,两个优先资助,两个资助,又中啦! 听说资助比例是 20% ,我已中两次,后面的八次就不能申请了吧?
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7、主要参考书目
baishp 2012-11-28 00:36
列出几本目前使用的主要参考书目。以后需要用到的主要参考书,就继续添加在这个目录下。 (1)、《现代信号处理》张贤达著 清华大学出版社2002年第2版 (2)、《非平稳信号分析与处理》张贤达 保铮著 国防工业出版社1998年9月第1版 (3)、《 循环平稳信号处理与应用 》黄知涛 周一宇 姜文利著 科学出版社2006年5月第1版 (4)、《生物医学信号处理》(国家生命科学与技术人才培养基地系列教材 ) 刘海龙编著 化学工业出版社2006年4月第1版 (5)、《微弱生物医学信号特征提取的原理与实现》季忠 秦树人著 科学出版社2007年6月第1版 (6)、《过程辨识》方崇智 萧德云著 清华大学出版社1988年8月第1版 (7)、《模式识别》边肇祺 张学工编著 清华大学出版社2000年1月第2版 (8)、《现代故障诊断与容错控制》周东华 叶银忠著 清华大学出版社2000年12月第1版 (9)、《现代模式识别》孙即祥编著 高等教育出版社2008年10月第2版 (10)、《模式识别与状态监控》温熙森编著 科学出版社2007年10月第1版  (11)、《机械故障诊断中的现代信号处理方法》褚福磊等著 科学出版社2009年10月第1版 (12)、《机械设备诊断的现代信号处理方法》樊永生著 国防工业出版社2009年5月第1版  (13)、《现代信号处理及工程应用》何正嘉等编著 西安交通大学出版社2007年10月第1版 (14)、《机械故障诊断理论及应用》何正嘉等编著 高等教育出版社2010年6月第1版 (15)、《机械故障的全息诊断原理》屈梁生著 科学出版社2007年7月第1版 (16)、《基于人工免疫系统的机组故障诊断技术》张清华编著 中国石化出版社2008年8月第1版 (17)、《精通MATLAB》葛哲学 编著 电子工业出版社2008 (18)、《普通心理学》彭聃龄 主编 北京师范大学出版社2001年5月第2版 (19)、《五蕴心理学--佛家自我觉醒自我超越的学说》惟海着 宗教文化出版社2006年2月 第1版 ()、《》 ()、《》 ()、《》 现在我的主要任务还是信号处理。等到建模、模式识别时才会用到传统文化中的经典,其中许多知识又不是书本中能够获知的哦。 附:与本课题相关的主题词: 生命科学 人体节律 生物钟 时间医学 生理信号信息化系统医学系统工程开放巨系统分形理论 混沌理论复杂性科学时空还原论时空整体观现代信号处理 高阶统计 非平稳信号 循环平稳 非线性系统辨识状态估计模式识别人工智能智能科学控制工程生物医学工程 中医 医理 养生 黄帝内经 难经 经络 气脉 十二经脉 阴阳 五行 五运六气 八字 紫薇 命理 天干 地支 河图 洛书八卦六十四卦 易经 易学 医易 象数 术数 皇极经世 星座星相 佛教 佛道 道家 丹道 内丹周易参同契气功 玄学 神秘学 天人合一 南怀瑾中国传统文化 (本文首发于: http://blog.sina.com.cn/s/blog_6ad0d3de0100pcnl.html 首发时间:2011-01-26 19:57:05)
个人分类: 吃饱了饭|2456 次阅读|0 个评论

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