【硕士论文】控制系统传感器故障的检测与诊断研究.pdf

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1、华北电力大学硕士学位论文控制系统传感器故障的检测与诊断研究姓名：房方申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：孙万云20010101华北电力大学硕士学位论文摘要论文总结了近年来传感器故障诊断领域的最新研究成果，对两大类基本的诊断方法进行了深入研究：应用观测器原理实现了对电厂主汽温系统传感器故障的诊断；以MATLAB为工具，对神经网络观测器组方法进行了仿真研究。文中提出了一种传感器故障诊断的新方法一一基于径向基函数网络的两次预测诊断方法，在一复杂非线性系统模型的基础上对该方法进行了全面的性能分析。论文最后，对传感器故障诊

2、断方法的实用化问题进行了详细论述。关键词：传感器；故障诊断：状态观测器；径向基函数网络；自适应阈值ABSTRACTSummarizestheachievementsuptotheminuteinthesensorfaultdiagnosesfieldinrecentyears，andmakesdeeplystudyonthetwobasicdiagnosemethods．Realizesthesensorfaultdiagnosesofpowerplantmain-steamsystembyusingobserverprinci

3、ple，andusingMATLABstudiedtheneuralnetworkobservergroupbysimulation．Presentsanewsensorfaultdiagnosesmethod，thetwicepredictivediagnosemethodofcontrolsystemsensorfailurebasedontheradialbasisfunctionsnetworks，andmakesanoverallperformanceanalysisbasedonacomplexnonlinearsy

4、stemmodel．Atlastmakesaparticulardiscussionabouttheapplicationissueonthesensorfailurediagnosesmethod．FANGFang(ControlTheoryandControlEngineering)DirectedbyProf．SUNWan—yunandProf．NIUYu—guang．Keywords：sensor；faultdiagnoses；stateobserver；radialbasisfunctionsnetworks；adap

5、tivethreshold华北电力大学硕士学位论文第1页共59页第一章绪论1．1传感器故障检测与诊断的意义随着电厂单机容量的增大以及计算机技术在电厂控制领域的广泛应用，机组控制的自动化水平、控制品质、可靠性都得到了显著的改善和提高。目前机组性能分析、设备故障诊断，在线操作指导，以及相应的专家系统、神经网络等先进的信息技术也已辐射到电厂自动化领域。在这些现代化的监控系统背后是由各种类型的传感器测得的几百甚至上千个点的运行数据，如果失去这些数据或数据本身不能正确反映机组的运行状况，那么所有监控系统的工作都将会成为“无源之水，无本之木

6、”，整个系统将陷于瘫痪，任何分析、诊断与控制都将变得毫无意义。传感器作为监控系统的基本设备，其特点首先是分布面广、数量大，一套监控系统所需要的数据测点可能分布于各种不同设备的多个部位，传感器将尽可能全面的数据传送到数据采集系统、过程控制系统，并由数据采集系统将这些数据传送到上位进行分析和处理；其次是传感器的种类繁多，从测量对象来说有测量压力、温度、振动以及速度的，从测量原理来说有机械式的、光电式的以及电磁式的等；另外多数传感器安装的部位十分特殊，通过人力去发现和修复传感器故障将是非常困难的。传统的提高传感器输出信号可靠性的做法是

7、设置多个冗余传感器，取其平均值或多选值，当然这要付出高昂的成本代价。随着传感器技术的发展，一些智能传感器被研制出来，使得自检测、自诊断成为可能，但作为一种新技术，无论从成本的降低还是适用性的增强都会有一个过程，而且现有的传统传感器也不可能在一夜之间全部消失，因此我们仍希望能根据传感器的输出信号，利用计算机的快速、集中处理能力，应用理论分析的方法，对传感器故障进行华北电力大学硕士学位论文第2页共59页检测、定位，对故障程度进行评价，对故障信号进行恢复。传感器的故障检测与诊断是一门综合性技术，对它的研究涉及多个领域，如现代控制理论、

8、矩阵理论、可靠性理论、数理统计、模糊集理论、信号处理、模式识别、人工神经网络等。在这些理论基础上，己形成了多种传感器故障检测和诊断的方法，如：检测滤波器方法，卡尔曼滤波器方法，鲁棒观测器方法，神经网络观测器组方法以及小波分析方法等。因此传感器的故障检测与诊断有着