變結構多故障系統中多智慧型體動態聯盟的分散式診斷

《變結構多故障系統中多智慧型體動態聯盟的分散式診斷》是依託中南大學，由黃志武擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：變結構多故障系統中多智慧型體動態聯盟的分散式診斷
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：黃志武
• 依託單位：中南大學

項目摘要

本項目針對重載組合列車同步操控系統- - 這一典型複雜、非線性變結構系統中由多故障並發、耦合等問題給故障診斷帶來的挑戰，通過尋求多智慧型體系統的動態聯盟體系結構和診斷任務的分解與協調算法，構建一種變結構分散式故障診斷系統。利用多智慧型體的自學習能力和時序動態描述邏輯方法，設計基於形式統一化的故障信息推理和轉換機制，實現故障信息的描述一致性；設計一套基於帶權與或樹和AOE-網的動態任務規划算法，對複雜診斷任務進行動態分解和協調，解決功能結構時變的診斷系統中各種故障關聯關係的動態變化和衝突消解問題；提出一種基於動態權重匹配和虛擬直連鏈路的多智慧型體動態聯盟的診斷體系結構，實現資源、診斷任務的共享和診斷智慧型體的互動，建立變結構多故障系統中多智慧型體動態聯盟的分散式診斷系統。通過在重載組合列車同步操控故障診斷系統中的套用，為多故障診斷提供一種有效方法，為推動分散式人工智慧的研究和套用提供一定的理論和實踐基礎。

結題摘要

本項目針對重載組合列車同步操控系統——這一典型複雜、非線性變結構系統，將多智慧型體理論和故障診斷技術有機結合， 提出了一種基於動態權重匹配和虛擬直連鏈路的多智慧型體分散式診斷聯盟的體系結構，實現了多故障診斷系統中資源、診斷任務的動態共享和診斷智慧型體的互動協同工作，解決了多故障並發、耦合、時變等故障診斷問題。申請書中的計畫目標全部完成，包括：圍繞多屬性和多參數故障診斷對象的故障並發聯鎖特點、診斷任務解耦控制和實時性的要求，提出了一種基於多智慧型體的層次型重載組合列車同步操控系統的分散式故障診斷設計方案；為解決重載組合列車在複雜地形和通信不可靠情況下的多機車間的控制問題，設計了一種在通信延時和中斷條件等故障情況下的基於多智慧型體的分散式協同控制方法，在保證列車動態性能的基礎上使得列車速度仍然能夠達到目標值；利用功率鍵合圖對變結構多故障診斷系統進行了統一、完整、正確的描述，解決了同步操控系統中現有故障診斷描述方法無法表示故障關聯性和實時性的問題；根據鍵合圖模型的因果路徑關係推導系統的解析冗餘關係，並獲得系統故障特徵矩陣，再通過系統觀測特徵與故障特徵的比較實現系統的故障檢測和隔離;利用等價空間方法診斷同步操控系統輸出中的多故障，針對狀態變數分別單獨設計殘差生成器和閾值函式，建立系統狀態布爾向量。根據系統結構和功能，構建系統狀態布爾向量與故障信息對應關係的故障特徵矩陣表，最終通過查找故障特徵矩陣表確定故障的類型和位置;在此基礎上，設計了一種帶權與或樹和AOE-網的任務規劃方法，實現了診斷任務的動態調整協調和衝突消除協調，解決了變結構系統中診斷任務的複雜和時變問題。受本項目支持，相關的研究成果已發表在《Control Engineering Practice》、《Mathematical Problems in Engineering》、《Sensors》等國內外知名學術刊物，並參加了ACC，CCC等國內外重要學術會議，與同行進行了深入交流。發表論文總計31篇，其中包括SCI論文5篇，EI論文26篇，申請發明專利5項，培養碩士研究生14名。