船舶自動操舵儀又稱自動舵,用來保持船舶在給定航向或航跡上航行,是船舶操縱的關(guān)鍵設(shè)備。船舶自動舵尚沒有專用的故障診斷系統(tǒng),當(dāng)前的維修方法不能滿足快速保障和應(yīng)急保障的需要。本文結(jié)合某型自動舵微機(jī)通道故障診斷科研項目,重點論述某型自動舵數(shù)字控制系統(tǒng)的故障診斷設(shè)計與實現(xiàn),研究了基于模糊推理的船舶自動舵故障診斷專家系統(tǒng)和基于支持向量機(jī)的船舶自動舵模擬電路故障診斷方法。 對某型自動舵充分調(diào)研,在了解系統(tǒng)軟、硬件的總體技術(shù)要求和指標(biāo)的基礎(chǔ)上,建立檢測對象的數(shù)學(xué)模型和物理模型。確定故障檢測的對象特點,為系統(tǒng)故障仿真、參數(shù)辨識做好準(zhǔn)備,并為后續(xù)的故障檢測、診斷方法研究提供了參考。 結(jié)合某型自動舵數(shù)字控制系統(tǒng)實際情況,確定其故障診斷系統(tǒng)采用分層遞階結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)底層為基于嵌入式微處理器的信號檢測單元,負(fù)責(zé)獲取微機(jī)通道的總線控制權(quán)以及信號預(yù)處理;系統(tǒng)中間層為通訊子系統(tǒng),負(fù)責(zé)對底層多個檢測單元信息集中傳送;系統(tǒng)頂層為故障診斷和顯示子系統(tǒng),負(fù)責(zé)對微機(jī)通道的信息進(jìn)行綜合評價,得出最終診斷結(jié)論。 船舶自動舵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)繁雜,很多故障很難用精確的公式將它表示出來,提出了基于模糊推理的船舶自動舵故障診斷專家系統(tǒng),提高了自動舵故障診斷準(zhǔn)確性。該系統(tǒng)將模糊數(shù)學(xué)、模糊診斷原理及專家經(jīng)驗相結(jié)合,采用模糊產(chǎn)生式知識表示法,確定模糊關(guān)系矩陣及語義距離,設(shè)計相關(guān)硬件平臺,實現(xiàn)了船舶自動舵故障診斷模糊專家系統(tǒng)的各個功能模塊。 為解決船舶自動舵模擬電路故障診斷復(fù)雜多樣難于辨識的問題,提出了基于支持向量機(jī)的故障診斷方法。該方法通過電路仿真分析,給出了各故障模式下電壓頻率響應(yīng),提取具有代表性的故障特征,建立了以支持向量機(jī)為基礎(chǔ)的模擬電路故障診斷模型。實驗結(jié)果證明,該方法可有效診斷模擬電路中的元件故障,且對于元件容差引起的故障診斷模型的不確定性具有較強的魯棒性,滿足非線性電路的故障診斷要求。
標(biāo)簽:
自動
故障診斷
系統(tǒng)設(shè)計
上傳時間:
2013-04-24
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