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基于神经网络自适应滤波器的数字化电能计量故障检测方法
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作者 张龙 沈飞 +2 位作者 李林林 李兴渊 王磊 《自动化技术与应用》 2024年第4期47-50,176,共5页
为了提高数字化电能计量表故障检测的准确性,研究一种基于神经网络自适应滤波器的数字化电能计量故障检测方法。利用电流传感器、电压传感器以及功率传感器采集三种数字化电能计量装置运行数据并实施去噪和归一化处理。提取数据的时域... 为了提高数字化电能计量表故障检测的准确性,研究一种基于神经网络自适应滤波器的数字化电能计量故障检测方法。利用电流传感器、电压传感器以及功率传感器采集三种数字化电能计量装置运行数据并实施去噪和归一化处理。提取数据的时域和频域两类四种特征参数,包括方根幅值、偏斜度、频谱幅值、均方根频率。以特征为输入,神经网络自适应滤波器训练后,实现数字化电能计量故障检测。结果表明:检测结果的Z值均在8以上,说明检测结果更接近所设置的真实故障类型,检测更为准确。 展开更多
关键词 神经网络自适应滤波器 数字化电能计量装置 特征提取 故障检测方法
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固有成分滤波器的旋转机械故障诊断方法
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作者 张宗振 韩宝坤 +2 位作者 李舜酩 鲍怀谦 王金瑞 《振动.测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期159-165,204,共8页
针对噪声环境下旋转机械微弱复合故障诊断问题,提出了一种强噪声干扰下基于固有成分滤波器(intrinsic component filtering,简称ICF)的旋转机械故障检测和分离方法。ICF通过最小化样本间特征的L1/2范数和样本内特征的L3/2范数来实现样... 针对噪声环境下旋转机械微弱复合故障诊断问题,提出了一种强噪声干扰下基于固有成分滤波器(intrinsic component filtering,简称ICF)的旋转机械故障检测和分离方法。ICF通过最小化样本间特征的L1/2范数和样本内特征的L3/2范数来实现样本之间特征的一致性和样本内部特征的稀疏性,并训练出最优滤波器组,是一种无监督多维盲解卷积算法。首先,构建输入信号的Hankel训练矩阵,通过权值矩阵与Hankel矩阵的乘积模拟卷积过程,再利用固有属性滤波器实现特征学习;其次,通过峭度信息选择最优滤波器;最后,根据滤波后的时域波形和包络谱实现故障诊断。仿真和试验信号验证了提出方法的故障诊断性能,研究结果表明,提出的方法无需任何先验经验,可以实现强噪声环境下的微弱故障的分离,同时具备很好的鲁棒性。 展开更多
关键词 旋转机械 故障诊断 无监督学习 固有成分滤波器 微弱信号检测 复合故障分离
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基于δ算子的格形故障检测滤波器 被引量:11
3
作者 李渭华 萧德云 方崇智 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 1994年第4期413-419,共7页
本文基于δ算子构造了Hilbert空间中的信号向量,推导了系统的输入输出关系,得出了前向和后向预测误差向量的表达式.借助格形滤波器理论导出了故障残差序列的递归算法,从而设计出故障检测滤波器.将该滤波器与自适应噪声抵消... 本文基于δ算子构造了Hilbert空间中的信号向量,推导了系统的输入输出关系,得出了前向和后向预测误差向量的表达式.借助格形滤波器理论导出了故障残差序列的递归算法,从而设计出故障检测滤波器.将该滤波器与自适应噪声抵消技术相结合,实现了对被噪声污染信号的故障实时在线检测.最后,仿真实验验证了这种故障检测方法的有效性. 展开更多
关键词 故障检测 Δ算子 格形滤波器
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一种适用于故障检测的归一化滑动窗协方差格形滤波器 被引量:5
4
作者 萧德云 李渭华 方崇智 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第2期230-235,共6页
本文介绍了一种最小二乘归一化滑动窗协方差格形波波器,并基于该滤波器构造了一种故障检测工具.文末的仿真算例对理论分析的正确性进行了验证.
关键词 格形滤波器 滤波器 故障检测
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基于粗糙集的三调谐直流滤波器失谐故障元件检测方法 被引量:7
5
作者 王钢 罗慧卉 +1 位作者 黄敏 李海锋 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2011年第20期81-87,共7页
通过三调谐直流滤波器谐振频率对其元件参数的灵敏度分析,揭示了三调谐直流滤波器各元件参数变化对谐振频率的影响机理,以此为基础提出了一种基于粗糙集理论的三调谐直流滤波器失谐故障元件检测方法。该方法将滤波器元件参数微变引起的... 通过三调谐直流滤波器谐振频率对其元件参数的灵敏度分析,揭示了三调谐直流滤波器各元件参数变化对谐振频率的影响机理,以此为基础提出了一种基于粗糙集理论的三调谐直流滤波器失谐故障元件检测方法。该方法将滤波器元件参数微变引起的各次谐波电流相对变化量作为条件属性,参数微变元件类型作为决策属性,以此建立决策表,通过对决策表的属性约简导出造成滤波器失谐的故障元件检测规则,并讨论了确定性因子、覆盖度和置信度等检测规则的评价指标。通过对实际直流系统的大量仿真计算表明,该故障元件检测方法简单、有效。 展开更多
关键词 三调谐直流滤波器 灵敏度分析 粗糙集 故障元件检测
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基于检测滤波器的俯仰角速率传感器故障检测研究 被引量:4
6
作者 段江涛 陈怀民 王亮 《计算机测量与控制》 CSCD 北大核心 2011年第4期785-788,共4页
针对飞控系统俯仰角速率传感器故障情况复杂以及故障检测困难的问题,通过分析飞控系统俯仰角速率传感器的故障种类和故障模式,建立不同情况相关数学模型;依据检测滤波器法检测系统故障的原理,设计飞控系统俯仰角速率传感器故障检测的滤... 针对飞控系统俯仰角速率传感器故障情况复杂以及故障检测困难的问题,通过分析飞控系统俯仰角速率传感器的故障种类和故障模式,建立不同情况相关数学模型;依据检测滤波器法检测系统故障的原理,设计飞控系统俯仰角速率传感器故障检测的滤波器;在某飞机处于Ma=0.8,H=50m的飞行状态,利用Matlab和Simulink对飞控系统俯仰角速率传感器故障检测进行仿真验证,仿真表明所建立的飞控系统传感器故障数学模型是正确的,同时表明滤波器检测故障的方法可以高效地检测出飞控系统俯仰角速率传感器的故障。 展开更多
关键词 飞行控制系统 故障检测 检测滤波器 故障门限
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线性时滞系统故障检测滤波器设计H_∞优化方法 被引量:5
7
作者 马传峰 钟麦英 何宁 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2006年第5期550-554,共5页
研究一类线性时滞系统的基于观测器的故障检测滤波器设计问题.通过对线性时滞系统进行广义坐标变换,得到了只包含输入、输出时滞,无状态时滞的新的系统表达形式.在此基础上,选用基于观测器的故障检测滤波器作为残差产生系统,使得到的残... 研究一类线性时滞系统的基于观测器的故障检测滤波器设计问题.通过对线性时滞系统进行广义坐标变换,得到了只包含输入、输出时滞,无状态时滞的新的系统表达形式.在此基础上,选用基于观测器的故障检测滤波器作为残差产生系统,使得到的残差动态方程为仅包含未知输入时滞和故障时滞的线性时不变形式,进而可应用已取得的线性时不变系统故障诊断研究成果设计故障检测滤波器.同时给出一种线性时滞系统故障检测滤波器设计的H∞优化设计方法,并通过算例验证了所提方法的有效性. 展开更多
关键词 故障检测 滤波器 广义坐标变换 时滞系统 H∞优化
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离散切换系统的H_-/H∞故障检测滤波器设计 被引量:8
8
作者 沈毅 王佳伟 王振华 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期39-43,共5页
为解决离散时间线性切换系统的故障检测问题,设计了满足混合H_-/H_∞性能指标的鲁棒故障检测滤波器.首先,通过构造故障检测滤波器来得到残差,并且为提高故障检测的性能,使用加权H_∞性能指标和H_-性能指标表示残差对于扰动的鲁棒性以及... 为解决离散时间线性切换系统的故障检测问题,设计了满足混合H_-/H_∞性能指标的鲁棒故障检测滤波器.首先,通过构造故障检测滤波器来得到残差,并且为提高故障检测的性能,使用加权H_∞性能指标和H_-性能指标表示残差对于扰动的鲁棒性以及对于故障的敏感性,进而将鲁棒故障检测滤波器的设计问题转化为混合H_-/H_∞性能指标下的多目标求解问题.接着,利用多Lyapunov函数方法和平均驻留时间技术,先得到了初步的滤波器设计结果,然后通过引入松弛变量的方法解除了Lyapunov矩阵和系统矩阵的耦合,得到了保守性较低的结果,并将其表示为线性矩阵不等式形式.最后,使用一个例子进行仿真,为其设计了故障检测滤波器的参数矩阵,并得到了残差评价函数的仿真图形.仿真结果表明,所设计的故障检测滤波器可以实现故障检测的功能. 展开更多
关键词 切换系统 平均驻留时间 多LYAPUNOV函数 混合H/H∞ 鲁棒故障检测滤波器
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基于H_∞滤波器的离散时滞系统鲁棒故障检测方法 被引量:5
9
作者 王执铨 张登峰 孙金生 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期489-494,共6页
针对一类具有不确定性的离散时滞系统 ,基于H∞ 滤波器研究了系统的鲁棒故障检测问题。利用H∞ 控制理论得到了系统的故障检测滤波器设计方法 ,证明了故障检测残差对不确定性具有H∞ 范数界的鲁棒性 ,给出了滤波器参数设计方法。仿真示... 针对一类具有不确定性的离散时滞系统 ,基于H∞ 滤波器研究了系统的鲁棒故障检测问题。利用H∞ 控制理论得到了系统的故障检测滤波器设计方法 ,证明了故障检测残差对不确定性具有H∞ 范数界的鲁棒性 ,给出了滤波器参数设计方法。仿真示例验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 鲁棒故障检测 离散时滞系统 滤波器 H∞控制
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Delta算子描述的离散系统故障检测滤波器 被引量:7
10
作者 张爱玲 张端金 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2008年第3期273-277,共5页
研究基于Delta算子模型的离散时间系统故障检测问题.推导了Delta算子系统的故障可检测和可分离条件,给出了Delta算子模型的故障检测滤波器设计方法.研究表明,在采样周期很小时,Delta算子故障检测趋近于连续模型的相应结果,可统一处理连... 研究基于Delta算子模型的离散时间系统故障检测问题.推导了Delta算子系统的故障可检测和可分离条件,给出了Delta算子模型的故障检测滤波器设计方法.研究表明,在采样周期很小时,Delta算子故障检测趋近于连续模型的相应结果,可统一处理连续系统和离散系统故障检测的相关问题.仿真实例验证了该方法的有效性. 展开更多
关键词 离散时间系统 故障检测 滤波器 DELTA算子
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基于联邦滤波器的新型故障检测结构及算法 被引量:6
11
作者 刘准 陈哲 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第5期550-554,共5页
提出了一种基于联邦卡尔曼滤波器的故障检测结构 ,该结构利用各局部滤波器和参考滤波器共有状态之间的残差进行故障检测 .并提出了 2种故障检测算法 :χ2 检验法和Elman神经网络检验法 .以组合导航系统为例进行了仿真研究 ,和其它算法... 提出了一种基于联邦卡尔曼滤波器的故障检测结构 ,该结构利用各局部滤波器和参考滤波器共有状态之间的残差进行故障检测 .并提出了 2种故障检测算法 :χ2 检验法和Elman神经网络检验法 .以组合导航系统为例进行了仿真研究 ,和其它算法相比该算法计算简单、可靠 ,不但可以快速检测出外部传感器及参考系统故障 ,且具有很好的容错性能 ,能快速检测出故障并进行隔离 。 展开更多
关键词 算法 故障检测 滤波器 神经网络 组合导航
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一种多故障检测滤波器设计的新方法 被引量:3
12
作者 胡寿松 陈复扬 黄兴李 《数据采集与处理》 CSCD 1999年第1期5-7,共3页
提出了一种适用于多种故障类型的检测滤波器设计方法。基于故障输出空间进行故障检测,避免了必须采用多个检测滤波器对不同的故障进行检测,从而使故障检测的实时性得到改善。仿真结果表明,文中提出的检测滤波器性能良好,满足工作要求。
关键词 故障检测 检测滤波器 滤波器 设计 歼击机
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具有多测量数据包丢失的线性离散时变系统故障检测滤波器设计 被引量:10
13
作者 李岳炀 钟麦英 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第9期1638-1648,共11页
研究存在多数据包丢失现象的线性离散时变系统有限时间域内故障检测滤波器(Fault detection filter,FDF)设计问题.在数据包具有时间戳标记的条件下,设计基于观测器的FDF作为残差产生器,构造两类FDF.其一为H-/H∞-FDF或H∞/H∞-FDF.定义... 研究存在多数据包丢失现象的线性离散时变系统有限时间域内故障检测滤波器(Fault detection filter,FDF)设计问题.在数据包具有时间戳标记的条件下,设计基于观测器的FDF作为残差产生器,构造两类FDF.其一为H-/H∞-FDF或H∞/H∞-FDF.定义故障到残差和未知输入到残差的广义传递函数算子,将此类FDF设计问题转换为随机意义下H-/H∞或H∞/H∞性能指标优化问题.其二为H∞-FDF,将此类FDF设计问题转化为随机意义下的H∞滤波问题.采用基于伴随算子的H∞优化方法,通过求解递推Riccati方程,得到上述两类FDF设计问题的解析解.通过算例验证所提方法的有效性. 展开更多
关键词 线性离散时变系统 数据包丢失 RICCATI方程 H∞滤波 故障检测滤波器
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用于检测操纵面损伤的故障检测滤波器 被引量:5
14
作者 张平 陈宗基 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第4期371-373,共3页
针对飞行中典型的操纵面损伤故障,以故障检测滤波器为基础,开发了一种建立在离散模型上的快速、稳定的故障检测及诊断算法,可以在几个采样周期内同时精确检测出多个操纵面的损伤程度,故障检测滤波器的稳定性、收敛性也得到证明,具... 针对飞行中典型的操纵面损伤故障,以故障检测滤波器为基础,开发了一种建立在离散模型上的快速、稳定的故障检测及诊断算法,可以在几个采样周期内同时精确检测出多个操纵面的损伤程度,故障检测滤波器的稳定性、收敛性也得到证明,具有较好的实用性。几种组合故障下的仿真研究证实了上述结论。 展开更多
关键词 故障检测 飞行控制系统 控制面损伤 滤波器
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双通道自适应Lattice滤波器及其在故障检测中的应用 被引量:4
15
作者 萧德云 李渭华 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 1998年第3期277-280,285,共5页
推导出一种双通道自适应Lattice滤波器算法,并将它用于动态系统的故障检测。这种故障检测方案不需要建立准确的数学模型,只要根据系统的输入输出数据,利用Lattice滤波器算法生成故障残差序列,再对故障残差序列进行统... 推导出一种双通道自适应Lattice滤波器算法,并将它用于动态系统的故障检测。这种故障检测方案不需要建立准确的数学模型,只要根据系统的输入输出数据,利用Lattice滤波器算法生成故障残差序列,再对故障残差序列进行统计检验,可实现动态系统的故障检测。该方法用于一个仿真的直流伺服系统的故障检测,实验效果是满意的。 展开更多
关键词 故障检测 Lattice滤波器 自适应滤波器
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网络控制系统故障检测滤波器的设计与优化 被引量:2
16
作者 牛尔卓 王青 +1 位作者 董朝阳 王明明 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期1006-1011,共6页
针对存在未知时变时延的网络环境,研究了网络控制系统鲁棒故障检测滤波器的设计与优化问题.考虑未知时变时延对网络控制系统的影响,建立网络控制系统故障检测模型.在此基础上设计鲁棒故障检测滤波器,以线性矩阵不等式的形式给出了该滤... 针对存在未知时变时延的网络环境,研究了网络控制系统鲁棒故障检测滤波器的设计与优化问题.考虑未知时变时延对网络控制系统的影响,建立网络控制系统故障检测模型.在此基础上设计鲁棒故障检测滤波器,以线性矩阵不等式的形式给出了该滤波器的存在条件和求解方法.为进一步改善故障检测滤波器的性能,采用时域优化方法对其进行优化,以矩阵Moore-Penrose逆的形式给出优化问题的最优解.数值算例表明,所述方法在小故障检测和检测速度方面具有良好的效果. 展开更多
关键词 网络控制系统 故障检测 时变时延 滤波器 时域优化
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存在多步测量数据包丢失的线性离散时变系统鲁棒H_∞故障检测滤波器设计 被引量:9
17
作者 李岳炀 钟麦英 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第12期1788-1796,共9页
研究了类存在多步测量数据包丢失的线性离散时变系统故障检测滤波器(Fault detection filter,FDF)设计问题.采用基于观测器的鲁棒H∞故障检测滤波器作为残差产生器,将故障检测滤波器的设计问题转化为一类随机时变系统的H∞滤波问题,基于... 研究了类存在多步测量数据包丢失的线性离散时变系统故障检测滤波器(Fault detection filter,FDF)设计问题.采用基于观测器的鲁棒H∞故障检测滤波器作为残差产生器,将故障检测滤波器的设计问题转化为一类随机时变系统的H∞滤波问题,基于Riccati方程推导并证明了其存在的充分必要条件.将滤波器参数矩阵求取转化为二次型优化问题,通过求解Riccati方程,得到滤波器参数矩阵的显式解.算例验证了所提算法的有效性. 展开更多
关键词 故障检测滤波器 线性离散时变系统 多步数据包丢失 RICCATI方程
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时滞依赖H_∞滤波器的有限频故障检测方法 被引量:3
18
作者 沈喆 杨光红 孙鹏 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期940-944,共5页
本文研究了线性离散时滞系统的有限频鲁棒故障检测问题.利用故障估计技术,将故障检测滤波器设计问题转化为时滞依赖的H∞滤波器设计问题.本文直接给出刻画有限频故障检测性能的线性矩阵不等式条件,避免因引入加权函数而产生的不准确性.... 本文研究了线性离散时滞系统的有限频鲁棒故障检测问题.利用故障估计技术,将故障检测滤波器设计问题转化为时滞依赖的H∞滤波器设计问题.本文直接给出刻画有限频故障检测性能的线性矩阵不等式条件,避免因引入加权函数而产生的不准确性.最后,仿真算例表明时滞依赖的有限频故障检测滤波器可以取得比已有结果更好的故障检测性能. 展开更多
关键词 故障检测 时滞依赖 H∞滤波器 有限频 线性矩阵不等式
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模型不确定性线性系统的鲁棒故障检测滤波器设计(英文) 被引量:4
19
作者 钟麦英 张承慧 DING S X 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期788-792,共5页
基于给定的性能指标函数 ,将受模型不确定性和范数有界未知输入影响的线性不确定系统的基于观测器的鲁棒故障检测滤波器设计问题归结为H∞ 优化问题 ,并通过选取适当的后置滤波器和观测器增益矩阵 ,使产生的残差达到对于未知输入和模型... 基于给定的性能指标函数 ,将受模型不确定性和范数有界未知输入影响的线性不确定系统的基于观测器的鲁棒故障检测滤波器设计问题归结为H∞ 优化问题 ,并通过选取适当的后置滤波器和观测器增益矩阵 ,使产生的残差达到对于未知输入和模型不确定性的鲁棒性与对于故障的灵敏度的最佳均衡 .简例验证了本文提出算法的有效性 . 展开更多
关键词 模型不确定性线性系统 鲁棒性 故障检测 滤波器 设计
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一种故障检测滤波器的多目标优化设计方法 被引量:4
20
作者 彭涛 桂卫华 +1 位作者 Ding S X 谢勇 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2005年第7期773-777,共5页
提出一种基于观测器的故障检测滤波器的非凸多目标优化设计方法.针对线性时不变动态系统,构建一个由输出观测器和后滤波器组成的故障检测滤波器,将其残差动态特性描述为非凸的双线性矩阵不等式形式.利用双线性矩阵不等式中可完全平方非... 提出一种基于观测器的故障检测滤波器的非凸多目标优化设计方法.针对线性时不变动态系统,构建一个由输出观测器和后滤波器组成的故障检测滤波器,将其残差动态特性描述为非凸的双线性矩阵不等式形式.利用双线性矩阵不等式中可完全平方非正定项的上界替代原非正定项,将双线性矩阵不等式转化为一组线性矩阵不等式,进而获得多目标优化问题的可解条件以及观测器增益与后滤波器矩阵的求解方法.仿真算例说明了算法的有效性. 展开更多
关键词 基于观测器故障检测 滤波器 多目标优化 双线性矩阵不等式 线性矩阵不等式
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