基於多觀測器融合的氣動執行器故障診斷研究

《基於多觀測器融合的氣動執行器故障診斷研究》是依託杭州電子科技大學，由尚群立擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：基於多觀測器融合的氣動執行器故障診斷研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：尚群立
• 依託單位：杭州電子科技大學

項目摘要

針對氣動執行器系統，在建立的執行器非線性動態機理模型的基礎上，研究用於模型逼近的動態神經網路，通過仿真解析模型和真實系統獲得的數據樣本進行兩次學習訓練，設計出用於故障檢測的和多個用於故障隔離的非線性觀測器陣列，通過多觀測器的融合來獲得執行器故障檢測、故障分離與故障辨識的技術方法。

結題摘要

本項目是針對流程工業廣泛套用的氣動執行器，採用模組化形式，將執行器分成控制器、電氣轉換單元、氣動放大器、薄膜氣室、薄膜執行機構、調節閥體6個模組，通過等效的物理模型和模型簡化，運用靜力學、流體力學、熱力學、運動力學等原理，首次完整地建立了非線性動力學機理模型，研究模型的參數辨識與模型的時域頻域實驗驗證，分析切換、滯環等非線性特性，開環與閉環實驗測試表明模型誤差不超過10%，氣動控制閥機理建模、參數辨識、實驗驗證、非線性分析等內容是國際上首次完整系統的研究，這對控制閥設計、控制、最佳化、性能評估、故障診斷研究將產生積極的作用；借鑑現代醫療健康的體檢體系，首次提出了針對氣動控制閥動作載荷性能、定位控制性能、流量調節性能三大類性能，研究制定了性能評估的測試信號與測試方案，並創新性的使用定量指標全面的對每個性能進行描述，仿真和實測表明可實現性和針對性，在國際上首次完整系統地提出氣動控制閥性能評估體系，這對IEC（國際電工委員會）、ISA（美國儀表協會）關於控制閥的技術標準的發展可能會產生積極的作用，對控制閥設計、質檢、維修保養等套用研究將產生積極的作用；通過觀測器和信號分析的方法，研究了運動部件故障、粘滯故障、介質泄漏類故障、填料函故障等故障診斷，為開發執行器故障離線與線上診斷系統提供了理論基礎。