故障诊断与检测技术 作业2015 - 图文

2014学年 二 学期《故障诊断与检测技术》综合作业

学号 专业 姓名 一、简答下列问题：

1、评价一个故障诊断系统的主要性能指标有那些？

答：（1）故障检测的及时性：是指系统在发生故障后，故障诊断系统在最短时间内检测到故障的能力。故障发生到被检测出的时间越短说明故障检测的及时性越好。

（2）早期检测的灵敏度：是指故障诊断系统对微小故障信号的检测能力。故障诊断系统能检测到的故障信号越小说明其早期检测的灵敏度越高。

（3）故障的误报率和漏报率：误报指系统没有出去故障却被错误检测出发生故障；漏报是指系统发生故障却没有被检测出来。一个可靠的故障诊断系统应尽可能使误报率和漏报率最小化。

（4）故障分离能力：是指诊断系统对不同故障的区别能力。故障分离能力越强说明诊断系统对不同故障的区别能力越强，对故障的定位就越准确。

（5）故障辨识能力：是指诊断系统辨识故障大小和时变特性的能力。故障辨识能力越高说明诊断系统对故障的辨识越准确，也就越有利于对故障的评价和维修。

（6）鲁棒性：是指诊断系统在存在噪声、干扰等的情况下正确完成故障诊断任务，同时保持低误报率和漏报率的能力。鲁棒性越强，说明诊断系统的可靠性越高。

（7）自适应能力：是指故障诊断系统对于变化的被测对象具有自适应能力，并且能够充分利用变化产生的新信息来改善自身。

2、解释故障建模、故障检测、故障分离与估计、故障的分类及评价与决策的含义。 答：

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3、构成故障树T的对偶树TD的方法？

答：（1）将原故障树T中的“或”逻辑门用“与”逻辑门代替； （2）将原故障树T中的“与”逻辑门用“或”逻辑门代替。

4、故障树结构采用实数编码而不用符号进行编码，是基于哪几方面因素的考虑？

答：（1）如果采用符号编码，则计算时内存开销较大，同时，计算的时间也较长，而实数编码运算的速度较快；

（2）实数编码简单方便，因为该编码方式同时具有变量标识和变量取值的功能，所以易于识别和比较；

（4）当故障树结构庞大（逻辑门和底事件很多时）时，符号编码则可能非常繁杂、冗长。

5、什么是BP网络的泛化能力？如何保证BP网络具有较好的泛化能力？

答：BP网络的泛化能力指的是BP网络的外推能力，也就是BP网络用于对未知数据的预测的能力。 保证BP网络具有较好的泛化能力的方法： （1）较多的输入样本可以提高泛化能力；

（2）隐含层神经元数量的选择，不影响性能的前提下，样本包括至少一次的转折点数据； （3）误差小，则泛化能力好；误差太小，则会过度拟合，泛化能力反而不佳；

（4）学习率的选择，特别是权值学习率，对网络性能有很大的影响，太小则收敛速度很慢，且容易陷入局部极小化；太大则，收敛速度快，但易出现摆动，误差难以缩小；一般权值学习率比要求误差稍微稍大一点点；另外可以使用变动的学习率，在误差大的时候增大学习率，等误差小了再减小学习率，这样可以收敛更快，学习效果更好，不易陷入局部极小化。

（5）训练时可以采用随时终止法，即是误差达到要求即终止训练，以免过度拟合；可以调整局部权值，

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使局部未收敛的加快收敛。

6、F-V算法的基本思想及算法的关键点？

答：基本思想：将每个逻辑门用它的输入来代替，遍历所有门，直到形成一个矩阵。该矩阵的所有元素都是底事件，矩阵的每行元素为顶事件的割集。 关键点：（1）遇到与门就把与门下面所有输入事件都排列于一行； （2）遇到或门就把或门下面所有输入事件都排列于一列，依次类推。 7、一般形成顶事件的MCS需要包括哪两个过程？ 答：（1）采用一定的算法计算顶事件的割集； （2）采用一定的算法对顶事件的割集进行布尔化简。 8、模块化分解故障树的实质是什么？

9、选择知识表示方法时应考虑哪几方面的要求。

答：在选择知识表示方法时，应该考虑以下几个因素： （1）能否充分表示相关 的领域知识； （2）是否有利于对知识的利用；

（3）是否便于知识的组织、维护和管理； （4）是否便于理解和实现。

10、常用的基于概率论的不确定处理方法有哪两种？

二、画出故障智能诊断系统的一般结构，并简述主要模块的功能。 答：故障只能诊断系统的理论的一般结构

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六个主要模块及功能：

（1）人机接口：整个系统的控制与协调机构；

（2）知识库和数据库管理：对诊断必需的知识和数据进行建立、增加、删除、修改、检查等操作；

（3）诊断推理：诊断系统的核心，负责运用诊断信息和相关知识完成诊断任务； （4）诊断信息获取：通过主动、被动和交互等方式获取有价值的诊断信息； （5）解释机构：向用户提供诊断咨询及诊断推理过程的中间结果，帮助用户了解诊断对象及诊断过程；

（6）机器学习：用于完善系统的知识库，提高系统的诊断能力 三、已知某一设备的故障树结构图如图所示，底事件失效概率为

（1）若采用实数编码，写出故障树结构输入表； (2)计算MCS； （3）割集不交化处理；

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(4)计算顶事件的概率；

（5）底事件发生概率重要度IPr、结构重要度ISr及关键重要度ICr； （6）写出顶事件的BDD结构 （要求写出过程）； （7）基于BDD结构的不交化割集及析出的MCS。

答：（1）故障树结构输入表：

（2）计算MCS：

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