基于模糊化方法的故障预测研究

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1、学巧编号１０３９４／图书分类号学号２０１３０６０８密级＠巧走師狂火爭全日制学术学位研究生硕±学位论文基于模糊化方法的故障预测研究，ｉＦａｕｌｔＰｒｅｄｉｃｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈＢａｓｅｄｏｎＦｕｚｚｙ＾Ｍ＇ｅｔｈｏｄｓＫ林品乐Ｉ，学科专业：ａｍｍｍ的．起ｗ皆Ｗ．’．Ｉ研究方向户；数据挖掘Ｉ勺谦／’４－’、一＾声、指导教师：王开军副教授．與無、马卢申请学位级别．：工学硕±乎＼與扇、２０１６年月日－论文提交日

2、期：：４＇。论文评阅人：‘论文答辩日期：２０１６年５月２５日主席：ｖ答辩委员会学位授予单位：福津师范大学ｋ考：／学份授予日期：２０１６年月日，．＇／ＸＶ－．取‘：２０１６年５月．中文摘要现在设备和系统的发展越来越复杂一，旦发生故障将会造成重大损失。因此对设备进行故障检测，、预报有着重要的意义。针对复杂设备的故障特征具有不确定性，本文利用模糊数学中的隶属度等模糊方法非线性和模糊性等特点、灰色理论模型并结合粒子滤波算法，建立相应的故障预报

3、模型，对潜在的或即将发生的故障进行预报。本论文的主要贡献如下：（１）针对故障预测具有不确定性的特点，提出将模糊数学中的隶属度函数和粒子滤波算法相结合设计故障预测的方法。新方法利用粒子滤波算法对设备运行的未来状态进行预测，再设计描述设备运行状态的正常隶属度函数和异常隶属度函数，利用得到的未来状态预测值计算并比较正常和异常隶属度函数值，依据比较结果对潜在故障进行预测，可及时准确地预测出系统故障。。实验验证了该方法的可行性（２）针对故障预测具有不确定性的特点，提出将模糊数学中的模糊贴近度和粒

4、子滤波算法相结合设计故障预测的方法。新方法利用隶属度函数设计了描述系统运行正常的正常模糊子集和运行异常的异常模糊子集，利用粒子滤波算法计算系统运，行的预测值并计算预测值的正常隶属度：再分别计算预测值的正常隶属度与正常１）模糊子集和异常模糊子集的贴近程度来实现故障预报。相比于上述（的方法，本方法计算预测序列与描述系统的正常／异常模糊子集的贴近度来判断故障更合理，实验验证了该方法的可行性，并及时准确地预测出系统故障。（３）针对上述两个方法中粒子滤波算法运行不快和未考虑非隶属的情况，提出

5、将模糊数学中的直觉模糊集和灰色模型相结合设计故障预测的方法。新方法利用隶属度函数设计了描述系统运行正常的正常直觉模糊子集和运行异常的异常直觉模糊子集，利用灰色模型计算系统运行的预测值，并计算预测值的正常隶属度；再分别计算预测值的正常隶属度与正常直觉模糊子集和异常直觉模糊子集的贴近程度来实现巧障预报。实验结果显示该方法及时准确地预测出系统故障；与上述（１）和（２）的两个方法相比，该方法的运行速度快很多，当系统正常／异常运行时，预测值的隶属度与正常／异常直觉模糊子集的贴近度更接近，显示出更好的

6、合理性。关键词，，：故障预测，粒子滤波算法，灰色模型隶属度函数模糊子集ＩＡｂｓｔｒａｃｔＡｂｓｔｒａｃｔＮｏｗ化ｅｄｅｖｅｌｏｍｅｎｔｏｆｅｕｉｍｅｎｔａ打ｄｓｓｔｅｍｓｂｅｃｏｍｅｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅｃｏｍｌｅｘｐｑｐｙｐ，ｏｎｃｅ化ｅｆａＵｕｒｅｗｉｉｌｌｒｅｓｕｌｔｉｎｓｉｎｉｆｉｃａｎｔｌｏｓｓｅｓ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅｉｔｓｖｅｒｉｍｏｒｔａｎｔｔｏｔｅｃｔｇ，ｙｐｄｅ＾ｄ＊ａｎｄｒｅｉｃｔｔｈｅｆａｕｌｔｏｆｅｕｉｔ

7、ＡｓｔＪｆａｕｌｔｃｏｍｌｉｍｅｎｔｉｔｈｔ；ｉｉｍｅｎ．ｉｅｅｘｅｕｗｃｈａｉａｃｅｒｓｔｃｓｏｆｐｑｐｐｑｐｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ，ｎｏｎｌｉｎｅａｒｉｔｙ，ｆｕｚｚｙａｎｄｓｏｏｎ．Ｗｅｄｅｓｉｇｎａｍｅ化ｏｄｏｆｆａｕｌｔｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈｃｏｍｂｉｎｅｓｆｕｚｚｍａｔｈｅｍａｔｉｃｓｆｌｌｉｈｍｈｅｏｌｄｉｉｆｌｉｔｅｒａｏｒｔａｎｄｒｅｔｒｍｏｄｅｔｏｒｅｃｔｖｅａｕｔ．ｙ，ｇｇｙｙｐＴｈｅｍａｉｉｆｌｉｎｃ

8、ｏｎｔＨｂｕｔｏｎｓｏｆｔｈｓａｅｒａｒｅａｓｏｌｏｗｓ：ｐｐ（ｌｄｉｉｉｉｄｅ１）Ａｓｆａｕｔｒｅｃｔｏｎｈａｓｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｓｔｃｓｏｆｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｓｉｎａｍｅｔｈｏｄｏｆｐｙ，ｇｆａｕｌｔｒｅｄｔｉｉｉｍａｔｈｔｉｉｔｉｉｔｈｔｌｅｉｃｏｎｗｈｃｈｃｏｍｂｎｅｓｆｕｚｚｅｍａｃｓｍｅｍｂｅｒｓｈｆｕ