可重组制造系统故障的可诊断和可检测性研究

文章针对可重组制造系统的运行特点和故障分类,在构造制造系统结构模型和诊断模型的基础上,利用灰关联理论结合模糊数学相关方法,通过新的诊断指标的使用,为可重组制造系统的故障诊断提供了一套新的可诊断性与可检测性分析方法;通过具体实例验证了该方法的有效性和可行性,同时提出了该方法的不足以及今后研究的重点.     

可重组制造系统及其关键技术

分析了多品种、变批量的生产方式对制造系统的要求,对适应这一发展趋势的可重组制造系统（reconfigurable manufacturing system,RMS）的特性和组成进行了描述,提出了可重组制造系统的结构和设计原则,将可重组制造系统的关键技术归纳为布局规划与优化技术、系统建模技术、可重组机床设计技术、模块化控制器技术、可拼接物流技术、构件集成和整合技术,以及系统快速可诊断技术并分别予以阐述.     

可重组制造系统的使能技术

从可重组制造系统的特点出发,结合可重组制造系统的基础科学理论架构,总结它的使能技术.从系统层、软硬件结构层、监控层、设备层和过程层5个层面对可重组制造系统的使能技术及理论予以阐述,其中重点讨论了可重组制造系统的经济承受性评估和系统性能评价的相关使能技术,给出了基于经济数学和实物期权理论的可重组制造系统经济可承受性评估体系的原理参考模型,以及可重组制造系统性能评价体系的参考模型,同时较为具体地定义了系统性能评价的16项参数.     

可重组制造系统过程可诊断性的测度

可重组制造系统已被列入未来制造的第一位关键技术 ,它要求机床设备有可移动性 ,使这类系统运行性能保障比传统的要求更高。系统运行中的斜升效应 ,劣化效应和其它因素与效应的影响 ,使这类系统的运行性能在寿命期内呈现复杂的状况。为保证系统重组的可行性与有效性 ,过程诊断技术成为实现重组的关键技术。根据现场研究的结果 ,定义了系统的过程质量缺陷和设备故障的可诊断性 ,并提出基于过程能力分散系数 Cps和 Cpe能力偏移系数的系统运行性能测度 ,评价和控制指标体系 ,并完成隐性故障的统计过程控制 (SPC)法验证     

可重组制造系统车间设施动态重构研究

针对制造系统车间设施重构的决策问题,给出了面向可重组制造系统车间设施动态重构方法.利用多色图理论着色原理定义设施围道,建立制造车间多色图模型,通过布尔矩阵生成车间作业单元配置模型和物流模型,并构建工艺可行的作业单元配置方案;利用仿真分析软件构建作业单元配置方案的数字化仿真模型,结合生产物流及设施利用率分析,重构作业单元内设施系统.以某公司机械加工车间为研究对象,验证了车间设施动态重构过程的可行性和有效性.     

可重组制造系统中物流运输路径规划

在分析可重组制造系统物流布局的基础上,根据物流运输网络的空间分布特征,提出了一种动态的AGV(自动导引小车)路径规划方法.利用图论,构建了AGV路径规划的有向图网络模型,采用机床相对位置矩阵、距离矩阵以及阻塞系数来描述车间环境信息,通过系统的重组,有效缩短运输距离.针对物流运输动态路网的变化,把整个运输网络划分成不同的子路网,动态地优化变化附近运输节点所在的子路网,从而较迅速地得到最佳运输路径.仿真结果表明了该方法的有效性和快速性.     

惯导系统传递对准的可观测性分析

系统的可观测分析对卡尔曼滤波器的效果有较大影响。惯导系统的卡尔曼滤波模型在传递对准时,为线性时变系统,其可观测性分析比较困难。文中采用一种依据系统矩阵的奇异值确定状态可观测度的方法对两种快速传递对准的卡尔曼滤波模型进行可观测性分析,结果表明该方法简单有效,"速度+姿态"的可观测性更高。     

捷联惯导快速传递对准的可观测性与机动方案

为研究捷联惯导"速度+姿态"匹配快速传递对准中滤波模型的可观测性与载体机动的关系,提出一种分段线性定常系统(PWCS)可观测性逆向分析方法。该方法将原模型近似为PWCS。通过分析PWCS可观测性矩阵的秩的时变,推导出使PWCS完全可观测的各种状态段组合,包含其中任一种状态段组合的机动方案即满足滤波模型完全可观测的条件。摇翼机动传递对准仿真结果验证了PWCS可观测性逆向分析方法。由该方法的分析结果提出利用载体普通机动的快速传递对准机动方案。     

作为Backlund变换周期固定点的可积系统

通过对广义非线性Schrodinger方程的Backlund变换加上周期固定点条件,得到了一组有限维系统,并用r-矩阵方法证明了它们的完全可积性和Hamilton形式。同时还指出存在一个R-矩阵使得这些系统的量子化形式的可积性可由量子反散射方法证明。在这些量子可积系统中,包含了一种非齐性的ⅩⅩⅩ模型作为特例。     

并行设计中可制造性分析的研究

总结了可制造性分析的目标、内容和方法,采用面向对象技术,提出了用于可制造性分析的面向对象零件特征模型,在ＭＤＴ软件基础上,建立了用于零件并行设计可制造性分析的原型系统。描述了特征建模、特征识别、工艺设计以及智能评价等相关技术和策略。     

A novel conditional diagnosability algorithm under the PMC model

Conditionally t-diagnosable and t-diagnosable are important in system level diagnosis.There-fore, it is valuable to identify whether the system is conditionally t-diagnosable or t-diagnosable and derive the corresponding conditional diagnosability and diagnosability.In the paper, distinguishable measures of pairs of distinct faulty sets with a new perspective on establishing functions are focused. Applying distinguishable function and decision function, it is determined whether a system is condi-tionally t-diagnosable ( or t-diagnosable ) or not under the PMC ( Preparata, Metze, and Chien ) model directly.Based on the decision function, a novel conditional diagnosability algorithm under the PMC model is introduced which can calculate conditional diagnosability rapidly.     

交换立方网络在PMC模型下的条件诊断度

条件诊断度作为一个新的度量指标能更好地评估互连网络的诊断度。通过对以交换立方EH(s,t)(t≥s≥3)为模型的多处理机系统的容错性分析, 证明了其在PMC诊断模型下的条件诊断度为4s-3, 其大小几乎为其传统诊断度的4倍。此外,还确定了对偶立方体网络DCn的条件诊断度为4n-3。     

一种有界Petri网的可诊断性验证方法

离散事件系统满足可诊断性是设计故障诊断算法的前提,因此研究可诊断性验证方法具有重要意义.故障发生后无死锁是研究可诊断性问题常见的假设之一,限制了可诊断性验证方法的应用范围.本文在去掉故障发生后无死锁假设的基础上,首先提出了标签可达图的概念和构建算法,其次提出了一种新的可诊断性验证算法来验证有界Petri网是否满足可诊断...     

分布式离散事件系统的安全可诊断性算法

采用有限状态自动机对分布式离散事件系统建模, 提出一种分布式离散事件系统的安全可诊断性算法. 首先, 获得系统的全局模型, 剪枝并确定系统是否可诊断. 若系统可诊断, 则构建该系统的安全诊断器, 在全局模型中添加安全标签, 判断系统是否安全可诊断. 实验结果表明: 该算法可判断分布式离散事件系统是否安全可诊断, 缩小了求解空间; 最好情况下实例状态数约缩减至7倍, 平均情况下实例状态数约缩减5.45倍.     

对故障诊断经典结论的思索

讨论了经典故障诊断文献在可诊性、诊断算法、模型分类等问题上的疏漏，强调指出：①在任何非全参数估计下，不应错误地认为第二类容差电路的故障可诊性与电路元件的标称值无关。②非线性二乘故障定位准则有严重理论缺陷，③电路元件容差并非始终构成诊断困难。④第一类容差电路有良好的故障可诊性。⑤三个诊断方法的内在联系。     

模糊离散事件系统的多故障诊断

针对诊断器不能只依赖自身就能判断诊断的缺点,基于不可区分串的概念,提出一种模糊离散事件系统的多故障诊断方法.首先,基于极小可观测事件构造模糊自动机相应的诊断器,用于寻找不可区分串的集合;其次,根据诊断器的性质,提出模糊离散事件系统的多故障可诊断的充分必要条件;最后,通过实例进行验证.结果表明:该方法为模糊离散事件系统的多故障诊断提供一种简单可行的新途径.     

动态线性模拟电路多频故障诊断

本文给出一种非线性计算量较小的动态线性模拟电路多频故障诊断法。该方法采用多频激励建立的非线性故障诊断方程组及其雅克比矩阵,结构简单,计算机容易实现。非线性方程组的求解采用局部收敛的牛顿——拉普逊迭代法,速度较快。本文还研究了电路的可诊断性以及测试频率的选择问题。     

A new diagnosis strategy under the PMC model and applications

A new diagnosis method, called Double-Syndrome diagnostic, is proposed, which can identify faulty nodes by comparing 2 different syndromes. For the same system, the average number of faulty nodes identified correctly by the Double-Syndrome diagnostic is much greater than the t-diagnosability and the(t_1/t_1)-diagnosability of the system. Furthermore, in order to identify the remaining faulty nodes in the system, two strategies of fault diagnostic are proposed, one is called(k, t)-fault diagnosable strategy, another is called(k, t/t)-fault diagnosable strategy. Besides, the conditional(k, t)-diagnosable((k, t/t)-diagnosable) system is introduced. Furthermore, the conditional diagnosabilities are proved for some regular(k, t)-diagnosable and(k, t/t)-diagnosable networks such as n-dimensional hypercube network and n-dimensional star network. And then, for a system, its(k,t)-conditional diagnosability and its(k, t/t)-conditional diagnosability are identical, and in the worst case, they are equal to their traditional conditional diagnosability.     

Dynamic Performance Analysis of the Coupling Shaft System in a Carpet Tufting Machine Utilizing the Transfer Matrix Method

The dynamic performance of the coupling shaft system in a carpet tufting machine is the most critical factor affecting the carpet tufting machine's efficiency,and the product quality of the tufted carpet. To determine how to avoid resonance produced by the coupling shaft system's vibration during the weaving process,the dynamic performance of a coupling shaft system in a carpet tufting machine was analyzed. Focusing on a DHGN801D-400 carpet tufting machine,a dynamic model of coupling shaft system was established by utilizing transfer matrix methodology. On the basis of this model,the natural frequencies and mode shapes of the coupling shaft system were obtained through simulations. The correctness of the theoretical model and the dynamic performance of the coupling shaft system were validated by experiments. The first order natural frequency of the coupling shaft system was close to 600 r / min. A conclusion can thus be drawn that operating the carpet tufting machine near this speed should be avoided as much as possible.