基于信号注入和分散检测的井下供电系统防越级研究

为有效解决煤矿井下供电系统短路引起的越级跳闸问题,从注入信号分散检测单相接地故障原理出发,提出基于信号注入和分散检测相结合的单相接地故障选线理论,增加一个零序电流到故障电路中,将理想零序电流提供给故障系统,并利用模拟元件搭建测试系统测试注入信号检测部分,构建测试模型实现电网系统单相接地故障,并利用井下配电网数字光纤通信式保护器,解决井下供电系统发生故障后的快速、准确动作和故障隔离问题。结果表明：通过注入主频80 Hz,幅值40 mA的信号,信号滤波算法能够滤除工频及其谐波等信号的干扰,在注入信号的频率小范围偏移时,装置能准确检测和提取注入信号以便判断故障。     

基于EEG的夜班矿工疲劳检测北大核心CSCD

为了研究煤矿中夜班工人的疲劳状况和疲劳检测方法,通过对夜班矿工脑电和行为指标进行分析,建立BP神经网络模型预测矿工疲劳程度。选择15名夜班矿工作为被试,通过脑电图(EEG)测量其夜班前后执行Oddball任务时的脑电信号,通过快速傅里叶变换提取脑电特征值(α+θ)/β、(α+θ)/(α+β)、θ/β和α/β,收集认知任务期间的准确性和反应时间,作为疲劳检测指标建立BP神经网络模型,对夜班矿工的疲劳等级进行预测。对夜班前后矿工脑电信号中所有通道的特征值进行配对t检验,共得到6个显著通道的特征值,与反应时间、准确率等建立BP神经网络模型,总体检测准确度为89.685%。该模型对检测夜班矿工的疲劳程度具有较高准确性,可为矿工疲劳干预措施和检测装备的研发提供技术手段和理论基础。     

视频存储热备份控制技术在城市治安动态视频监控系统中的应用

针对目前建筑智能化及城市治安动态视频监控系统中海量图像数据由于存储设备硬盘录像机出现故障而影响视频存储可靠性的问题，本文提出了一种先进的视频存储热备份控制技术，较好地实现了视频存储过程中对存储设备工作状态的实时监测及故障时的快速转移备份的功能，为城市治安动态视频监控系统的海量图像数据不间断录像存储提供一个先进实用的技术解决方案。     

基于CAN总线的新型煤矿粉尘浓度检测系统的研究

为了实现对粉尘的实时在线检测和粉尘超限报警,以及实现煤矿粉尘浓度检测系统的高性能运行,本文设计了一种基于CAN总线的新型煤矿粉尘浓度检测系统.本文首先对粉尘浓度检测系统的整体设计方案进行了描述,然后对系统的传感器及调理转换电路、声光报警电路和CAN通信电路等硬件电路进行了设计,对粉尘检测系统的软件进行了详细的设计分析.最后给出了实验结果,并通过实验结果证明了该系统能长时间实时监测粉尘浓度,并通过CAN总线接口可以实现系统的远距离、高可靠性通信功能和远程监控功能.本系统具有测量准确、速度快、可靠性高和能及时报警等特点.     

矿井提升机盘闸制动系统工作状态监控与安全

运用故障树分析(FTA)方法分析矿井提升机盘式制动系统故障原因,包括机械故障、摩擦系数故障、液压故障等,提出矿井提升机盘闸制动系统的故障树,并给出了系统状态计算机测控系统方案。采用现代检测与计算机技术,对盘闸制动系统的主要故障进行综合检测;对摩擦系数进行间接检测;研究成果,为故障报警与控制提供了保障,报警与控制结合,提高了提升机盘闸制动系统的安全性。     

基于光腔衰荡光谱法检测SF6/N2混合电气设备中特征组分H2S技术

H_2S气体是SF_6/N_2混合电气设备潜伏性故障的特征分解组分之一。现有的现场技术均需标定,腔衰荡光谱法无需标定且能检测到低极限的H_2S浓度。根据光腔衰荡光谱的检测原理,对激光器、光隔离器、低损耗光学腔、光电探测器等光路和电路器件进行选型和设计,配合软件设计、编程和数据处理完成了装置的研制,研制的光腔衰荡光谱法检测H_2S装置无需光开关,对其进行定性定量试验,光谱图正确,H_2S气体检测低限值达到1μL/L,符合现场检测的需要,为现场检测技术奠定了基础。     

大型游乐设施传动系统在线振动检测研究与故障诊断

针对国内大型游乐设施的故障诊断现状和存在的问题,通过对大型游乐设施关键零部件主要失效形式和故障动态信号的分析,确定了关键零部件常见故障的敏感参数及对应频段的频谱特征。研究了关键零部件的状态评价标准,通过在线振动检测技术的运用,实现设备状态和故障的智能评价和诊断,提高故障预警的技术水平,预防和避免重大事故发生。     

基于Isograph的地铁车载ATP系统动态故障树分析

针对传统的可靠性分析方法在具有动态特性的地铁车载ATP系统可靠性分析中的不足,提出动态故障树分析法。在引用可用度、平均失效时间和平均修复时间等可靠性指标的基础上,结合Isograph软件改进动态故障树分析法,建立基于Isograph的动态故障树分析模型,并通过对车载ATP系统的结构与功能分析以及历史故障数据的统计分析确定车载ATP系统的关键部件,使用 Isograph软件预计关键部件的可靠性参数,对地铁车载ATP系统的可靠性进行评估。结果表明:采用该方法求解的系统可靠性指标均满足系统需求,并且精确度较高,运用此方法能够对具有顺序相关、资源共享、可修复以及冷、热备份等特性的系统进行可靠性建模,达到快速以及准确分析动态特性系统可靠性的目的。     

基于KPLS数据重构的非线性过程监测与故障辨识

为适应快速变化的化工产品需求,过程工业逐步向柔性生产发展,使得间歇过程的应用日益广泛。这一类工艺过程具有动态和非线性的特征,过程故障带来的工艺波动和安全风险是较为突出的挑战。采用基于核函数的偏最小二乘方法,在高维特征空间提取特征变量,这些变量包含了生产过程的非线性结构特征,也反应了过程工况的模式特征。针对传统线性方法存在的故障漏报等问题,利用核函数技巧,在特征空间进行数据重构,进而计算统计监控指标SPE,并通过对SPE的在线监测实现更加有效地故障辨识。本方法针对标准非线性测试对象进行了过程监测,实现结果充分说明了方法的有效性。     

基于多尺度排列熵和极限学习机的风机叶片覆冰故障检测方法*

针对风机叶片结冰故障检测中状态数据维度高和检测率低的问题,提出1种使用功率数据驱动的多尺度排列熵（multiscale permutation entropy,MPE）和极限学习机（extreme learning machine,ELM）的风机叶片结冰故障检测方法。首先,使用多尺度排列熵提取功率数据的多重尺度特征,得到特征向量;随后,采用极限学习机,结合环境温度,对结冰故障进行检测;最后,通过使用某风电场的数据采集与监视控制系统（supervisory control and data acquisition,SCADA）对数据进行仿真。研究结果表明:所提方法的故障检测率达到100％,同时虚警率仅有0.14％,表明所提方法在风机叶片的覆冰故障检测中的有效性。研究结果可为风机叶片覆冰故障检测提供1种有效方法。     

SVD在串联故障电弧检测及选相中的应用*

煤矿井下发生串联故障电弧易引发火灾等安全事故，为了预防电气火灾、指导线路维修，利用三相电动机及变频器负载开展不同线路、不同电流条件下的串联故障电弧实验，研究三相串联故障电弧的检测及选相方法。首先，对单相电流进行一阶差分处理后，建立改进的吸引子轨迹矩阵作为故障特征矩阵；其次，对故障特征矩阵进行奇异值分解，采用特征矩阵的奇异值构建串联故障电弧检测及选相的特征向量；最后，利用极限学习机建立故障电弧检测及选相模型，并测试检测及选相准确率。研究结果表明:提出的SVD方法可以利用单相电流实现三相电动机及变频器负载回路中的串联故障电弧检测及选相。     

关联维数在机械设备故障诊断中的应用研究

研究了混沌与分形的特征参数———关联维数的计算方法和参数的选择。以滚动轴承在正常、外圈故障、滚动体故障、内圈故障4种状态下的信号特征为标准样本,以其运行的实测信号为例,对时域信号进行了频谱分析,并进一步进行了关联维数分析。通过对滚动轴承振动信号的关联维数分析,证明了该轴承在4种不同标准状态下具有明显不同的关联维数特征。因此,按照相关性的大小,就可诊断出实测信号属于外圈故障状态信号。研究结果表明,关联维数分析方法在设备状态监测与故障诊断中,尤其是在非线性系统的故障诊断中显示出其独特的优势,具有较为广阔的应用前景。     

A new fault detection method for non-Gaussian process based on robust independent component analysis

Conventional fault detection method based on fast independent component analysis (FastICA) is sensitive to outliers in the modeling data and thus may perform poorly under the adverse effects of outliers. To solve such problem, a new fault detection method for non-Gaussian process based on robust independent component analysis (RobustICA) is proposed in this paper. A RobustICA algorithm which can effectively reduce the effects of outliers is firstly developed to estimate the mixing matrix and extract non-Gaussian feature called independent components (ICs) by robust whitening and robust determination of the maximum non-Gaussian directions. Furthermore, a monitoring statistic for each extracted IC is constructed to detect process faults. Simulations on a simple example of the mixing matrix estimation and a fault detection example in the continuous stirred tank reactor system demonstrate that the RobustICA achieves much higher estimation accuracy for the mixing matrix and the ICs than the commonly used FastICA algorithm, and the RobustICA-based fault detection method outperforms the conventional FastICA-based fault detection method in terms of the fault detection time and fault detection rate.     

提高液晶电焊防护片响应速度

论述了提高液晶电焊防护片响应速度的办法，经试验，发现电焊电流产生超前电焊光的时间是13ms。因此可用电焊电流作为触发信号提前开启液晶偏转电路以达到全过程防护的目的。     

消除电力谐波污染 确保电网运行安全

笔者从维护绿色电力环境、确保电网运行安全的角度出发 ,简述了抑制和消除电网谐波污染意义 ,着重介绍了一种新颖的用于消除电网谐波污染的装置 (有源电力滤波器 )的滤波原理和研究。这种滤波器与传统的LC无源滤波器的区别在于它采用了积极主动的滤波方式 ,将检测到的电网谐波电流经DSP(高速数字处理器 )运算处理后生成谐波补偿电流指令信号 (六路PWM驱动信号 ) ,然后 ,用此信号去驱动由 6只MOSFET管组成的三相逆变电路 ,逆变电路产生谐波补偿电流去抵消电网谐波电流 (谐波补偿电流与谐波电流大小相等、方向相反 )。理论研究和实验结果表明 :在电力系统中使用该装置可动态抑制和消除谐波电流 ,为维护电网运行安全和绿色电力环境提供了必要的技术保障。     

Model selection and fault detection approach based on Bayes decision theory: Application to changes detection problem in a distillation column

The fault detection of industrial processes is very important for increasing the safety, reliability and availability of the different components involved in the production scheme. In this paper, a fault detection (FD) method is developed for nonlinear systems. The main contribution consists in the design of this FD scheme through a combination of the Bayes theorem and a neural adaptive black-box identification for such systems. The performance of the proposed fault detection system has been tested on a real plant as a distillation column. The simplicity of the developed neural model of normal condition operation, under all regimes (i.e. steady-state and unsteady state), used in this case is realised by means of a NARX (Nonlinear Auto-Regressive with eXogenous input) model and by an experimental design. To show the effectiveness of proposed fault detection method, it was tested on a realistic fault of a distillation plant of laboratory scale.     

机械故障振动信号征兆提取方法

在机械状态监测与故障诊断中，故障征兆的提取是关键环节，本文将介绍几种效果较好的故障征兆提取方法。     

基于单片机甲烷浓度监测的研究

设计了一种基于单片机来实现的甲烷浓度检测和报警功能的系统,该检测系统以AT89S52单片机为核心,包括有电源电路、传感器采集电路、信号放大电路、红外遥控电路、声光报警电路、显示电路等功能模块组成,通过传感器采集电路采集信号,输出与甲烷浓度对应电压信号,把电压信号进行A/D转换后送入单片机,经单片机处理后驱动器显示出被测气体甲烷浓度值,若被测甲烷浓度大于报警电路预设数值,报警电路发出报警,可以及时切断供电系统,防止瓦斯爆炸事故的发生.该系统采用高精度敏感元件,集成运算放大器INA128,ADc0809,以及远距离高可靠性通信芯片,且具有高速的处理能力,是一种电路设计新颖,参数测量准确,操作方便的甲烷浓度报警监控系统,实现了数字瓦斯气体的实时监控.为实现数字化井下测控和可视化综合管理提供了切实可行的方案.     

基于IRML网络模型的LNG卸料系统故障传播分析

为研究陆地LNG卸料系统的物理设备、信息网络及人员操作的依赖关系和信息层、人员层对设备层故障传播的影响,基于面向基础设施弹性建模语言(Infrastructure Resilience-Oriented Modelling Language,IRML),从单层网络静态风险分析和多层依赖网络的动态传播2个方面,提出LNG...