GA—BP网络在反后坐故障诊断中的运用

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1、·信息技术·吴军，等·GA-BP网络在反后坐故障诊断中的运用GA-BP网络在反后坐故障诊断中的运用吴军，张相炎(南京理工大学机械工程学院，江苏南京210094)摘要：基于人工神经网络的故障诊断方法，建立了火炮反后坐BP网络模型，采用遗传算法对其优化，并利用多种故障状态参数样本数据对BP网络训练，验证遗传算法优化的BP网络在反后坐故障诊断的可行性。关键词：故障诊断；遗传算法；BP网络；反后坐中图分类号：TH165．3文献标志码：B文章编号：1671．5276(2013)05—0133．03GA-BPNe

2、tworkApplicationinFaultDiagnosisofRecoilWUJun．ZHANGXiang—yan(SchoolofMechanicalEngineering，NUST，Nanjing210094，China)Abstract：basedfaultdiagnosismethodofartificialneuralnetwork．BPnetworkmodelofRecoilisestablished．ThegeneticalgorithmiSusedtooptimizeBPnetw

3、ork．TheBPnetworkiStrainedbyuseofvariousfaultparameters．ThefeasibilityoftheoptimizedBPneu．ralnetworkinfaultdiagnosisofRecoilisverified．Keywords：faultdiagnosis；geneticalgorithm；BPnetwork；Recoil入端，就可以利用训练后的神经网络进行故障诊断，并得0引言到相应的诊断结果。GA—BP算法就是在BP算法之前，先用GA在随机点

4、反后坐装置是火炮重要组成部分，它的性能直接影响集中遗传出优化初值，以此作为BP算法的初始权值，再到火炮射击的安全性，同时还影响火炮的射速和精度。据由BP算法进行训练。统计，反后坐装置故障率较高，占火炮总故障的30％～40％。如何快速、正确地进行火炮反后坐装置性能检测与2火炮后坐、复进运动模型故障诊断，对部队火炮技术保障具有重大意义。目前，神经网络诊断技术作为智能诊断技术之一，为火炮射击后在炮膛合力作用一F先进行后坐运动，并在故障诊断问题提供了一种新的解决途径。在故障诊断的规定距离内停止，然后再复进运动

5、，恢复射前位置。其后应用中，神经网络能准确、快速地判断故障类型和原因，对坐、复进运动微分方程组⋯为：及早发现和排除故障发挥了很好的作用。BP神经网络具：有高度的并行分布式、联想记忆、自组织、自学习、容错能力强的非线性映射能力，尤其适用于故障诊断。故应用神{l_～(1)ldt经网络进行反后坐装置的故障诊断，能准确、快速判断故【FR=，+Ff+F+Fr-m^gsin~p障类型和原因，对及时准确处理火炮反后坐故障具有重要KTjgA~3V2的意义。=+。=号(Dre-dr2)；~2I_rd1GA-BP神经网络

6、原理—一；“一-dx)。4BP神经网络是一种多层前馈型神经网络，S型函数(F+Fr+mhgsinq~)是神经元的传递函数，输出为0到1的区间数，实现输入与输出之间的非线性映射。BackPropagation算法实现权{=值的调整。【F研=F+F锄BP神经网络故障诊断的基本思想是：以故障特征作A2)；=KvpAof3U2iT为神经网络输入，诊断结果作为神经网络输出yo用已式中：A="(一i-)2_、；4有的故障诊断征兆和诊断结果对神经网络进行训练，使神()U2经网络通过权值和阀值记忆故障征兆与诊断结果之

7、间存，嘶———■——一在的对应关系；然后将得到的故障征兆加到神经网络的输0r作者简介：吴军(1988-)，男，江苏江阴人，硕士研究生，主要研究方向为状态监测与诊断。MachineBuilding8Automation，Jun2013，42(5)：133135·133··信息技术·吴军，等·GA-BP网络在反后坐故障诊断中的运用式中，为后坐位移；为后坐速度；为复进位移；U为复进速度；Dr为制退杆活塞套直径；为节制环孔直径。其他各参数含义和表达式参见文献【1]。3火炮反后坐故障机理分析火炮反后坐装置故障现

8、象主要表现为后坐过长、后坐过短、复进过猛与复进不足4种，反后坐装置故障主要原因为反后坐装置气、液量不正确及零件磨损。复进机故障主要是气、液量不正确，可以根据复进机气压、后坐位移和速度参数来判断其故障原因；制退机故障主要为制退机漏液、节制环磨损、制退杆活塞套磨损。由于无法直接测出图1误差平方和曲线制退机内的漏液量和节制环、制退杆活塞套的磨损量，故很难直接从测试数据来判断制退机故障原因，但可以根据后坐位移与速度、及复进速度间接来判断制退机故障原因。由上述可知