一、容错技术、误差校验、故障诊断、计算机安全（论文文献综述）
夏深远[1]（2021）在《基于冗余容错线控转向执行模块控制器研究》文中研究表明线控转向技术作为自动驾驶的关键技术,取消了传统转向中方向盘与转向器之间的机械连接,通过采用通信的方式实现了驾驶员操作和车辆运动的解耦。该技术带来的系统电子化导致转向失效时的可控性降低,尤其对于线控转向执行模块,其中主要部件的故障直接影响着汽车的转向。本文针对线控转向执行模块的控制器进行了研究,保证了稳定、准确转向的基本功能,同时对传感器进行故障诊断与冗余容错的研究设计,使控制器具备转角信息的冗余容错功能,进一步确保了转角信息的可靠性。首先对线控转向的国内外现状进行综述,并给出了线控转向执行模块的总体方案,接着以直流无刷电机作为转向电机,继而建立了机械部分动力学模型以及直流无刷电机模型,并设计了电机的驱动方式与控制策略。考虑线控转向可灵活设计的优势,以车辆二自由度动力学模型为基础设计了转向的变传动比。结合以上模型,利用Carsim与Simulink进行联合仿真,验证了线控转向执行模块模型的正确性。其次,结合所建立的动力学模型与车辆二自由度模型推导了状态矩阵与观测矩阵,设计基于自适应无迹卡尔曼滤波算法的前轮转角估计器。并针对估计的前轮转角、转角传感器信息和直线位移传感器信息分析了故障特征,设计了基于残差与残差序列的故障诊断策略,进一步根据故障信息和残差序列特征设计了自适应加权融合的冗余容错。并搭建了自适应无迹卡尔曼滤波、故障诊断与冗余容错系统的Simulink模型,仿真验证了传感器冗余容错系统的有效性。根据基本转向功能以及传感器冗余容错功能对控制器需具备的硬件模块与功能进行了分析,包括与上位机的通信、直流无刷电机的转角控制、传感器冗余容错等,采用TMS320C28X系列的F28335作为主芯片,完成了主芯片系统、电源电路、驱动电路、传感器采样电路等设计并制作控制板进行相应测试。在控制板硬件电路的基础上,进行了控制系统的软件开发设计,完成了系统总体设计、通信程序、信号采集后转换为转角的程序、冗余容错程序等的编写,实现了具备所需功能的控制器。最后,本研究设计并搭建了线控转向执行模块的试验台,进行了电机转角的跟随试验、故障诊断与冗余容错试验,对设计的控制器进行了调试与功能验证,试验结果表明控制器能够较好控制电机的位置跟踪,同时具备了传感器的故障诊断与冗余容错功能并达到了设计要求。
李利亮[2]（2020）在《航天器姿态确定系统的故障诊断方法研究》文中认为姿态确定系统提供航天器当前的姿态信息,是姿态控制的前提。星敏感器和陀螺作为航天器主要的姿态敏感器,在轨发生故障的概率均较高,发生故障后若不能及时诊断并隔离,则错误的姿态信息将被引入到系统闭环控制中,可能使得载荷不能正常工作,甚至导致航天器损毁。在工程应用中,受制于星载计算机的性能,算法的运算复杂性和运算时间均受到严格限制,因此研究诊断准确性高且易于星上实现的故障诊断方法具有重要意义。在此背景下,本文从工程实用的角度研究了航天器姿态确定系统的故障诊断方法,论文的主要工作与成果如下:研究了航天器姿态确定系统建模与分析。针对航天器在轨无法获取真实姿态导致星敏感器难以从测量值中分解出各误差项的问题,提出了一种基于星敏感器在轨测量值的误差分解与特性分析的方法;之后根据实测数据验证了误差分析方法的合理性;最后建立了包含在轨常见故障形式的星敏感器和陀螺模型。研究了基于奉献滤波器的姿态敏感器故障诊断方法。针对单一基于硬件冗余的故障诊断方法若想实现故障分离需要较多硬件资源的问题,研究了将硬件冗余与解析冗余相结合的故障诊断方法,提出了一种基于奉献观测器与加性扩展卡尔曼滤波结合的姿态敏感器故障诊断方法。该方法以偏差四元数的矢量部分为残差并基于3-σ阈值评价原则实现了对姿态敏感器的故障检测与分离。该方法可以快速准确地识别出陀螺间歇故障、缓变故障以及星敏感器的间歇故障、恒值故障。研究了基于简化滤波器的姿态敏感器故障诊断方法。针对航天器星载计算机性能以及星载软件运行时间约束的问题,分别从卡尔曼滤波算法、增益矩阵的求解、故障检测与分离方法三个方面对基于奉献滤波器的故障诊断方法进行了优化设计。首先,将星敏感器和陀螺组合定姿的数学模型由加性卡尔曼滤波算法优化为一种无须重置状态预测值的乘性卡尔曼滤波算法,在滤波性能满足要求的前提下有效降低了卡尔曼滤波算法的运算量;之后,通过将卡尔曼滤波算法中量测噪声方差阵视为独立的标量序贯执行增益的计算,避免了矩阵求逆的过程,在收敛时间及稳定后误差完全一致的情况下使量测更新的运算量降低了1/3;最后,基于简化滤波器思想设计了仅用一个滤波器的故障检测与分离方法,运算量仅为基于奉献滤波器故障诊断方法的1/4左右且可诊断集一致。研究了综合应用模型与数据的姿态确定系统故障诊断。针对多重故障下基于卡尔曼滤波算法的故障诊断在检测出故障后无法实现定位和分离的问题,提出了一种模型方法为主,经验模态分解方法为辅的综合故障诊断方法,实现了模型与数据诊断方法的结合。同时,为了提升经验模态分解算法在工程应用中的可行性,在性能满足要求的前提下对常规算法进行了相应简化。研究了基于半物理仿真平台的故障模拟与诊断验证。为了验证本文所提故障诊断方法是否具有工程实用价值,开展了基于真实星载计算机硬件在环的航天器控制系统半物理仿真试验,主要工作包括:按照工程技术要求生成了星敏感器和陀螺都有可能发生故障且有可能同时发生故障的航天器姿态确定系统故障模拟与注入模块;之后根据系统方案编写了基于Ada语言的星载软件代码。试验结果表明,本文所设计的航天器姿态确定系统的故障诊断方法可运行于星载计算机,故障诊断结果准确,具备工程实施的可行性。
徐彪[3]（2020）在《面向调度应急处置的输配电网故障诊断关键技术研究》文中进行了进一步梳理多年来,电力系统调度自动化及安稳控制技术取得了长足进步,但系统出现故障等扰动后,调度运行人员的在线决策在事故应急处理中的作用始终不可替代,运行人员必须及时且有效地开展调度应急处置工作,才能最大程度上保障系统安全,避免大范围停电。特别地,故障诊断作为调度应急处置最为关键的依托技术,提高其诊断的快速性、准确性和在线适应性对于提升调度应急处置水平具有重要作用。然而,在面临海量的系统运行监测信息及复杂的故障场景时,如何在短时间内准确分析故障场景及其安全水平,并制定出针对性的应急处置策略是运行人员面临的重要问题。在此背景下,有必要从调度人员的直观需求出发,研究针对性的调度应急处置支持系统及其故障诊断关键技术,通过对各类运行监测信息进行针对性的分析和处理,凝练出运行人员在应急处置过程中所迫切需要的关键信息,为其紧急情况下的调度决策提供辅助支持,提高调度应急处置工作的针对性和有效性。为此,论文围绕面向调度应急处置的输配电网故障诊断关键技术展开研究,考虑输、配电网两级调度的需求特点,研究提出电力系统调度应急处置支持系统的功能框架,并重点研究了支持系统所依托的输配电网故障诊断关键技术。继电保护是电力系统安全的第一道防线,只有保护切除故障后,应急处置才有意义,故而应急处置第一时间的故障诊断一般主要考虑保护及其相关系统动作引起的告警信息。鉴于此,论文在输电网故障诊断方面,分别对当前广泛采用的解析模型法和Petri网图形建模法进行性能改进研究,并通过两类方法相互配合印证,提高故障诊断的综合性能;在配电网故障诊断方面,首先对可兼顾时效性和容错性的常规辐射式配电网故障诊断方法开展研究,进而围绕发展中的含分布式电源的主动配电网研究提出改进方案。论文的研究内容具体体现在以下几方面。首先,从输、配电网两级调度应急处置的关注重点出发分析了调度应急处置支持系统的需求目标,并从数据接入、安全预警控制、紧急控制恢复三个方面建立了输、配电网两级调度相配合的电力系统调度应急处置支持系统功能框架,在此基础上,对支持系统所主要涉及的各项关键技术进行了归纳和分析,并特别对支持系统中的输配电网故障诊断的技术目标和总体实现方案进行了论述。输电网故障诊断的基本目标是判定真实的故障场景及其保护切除过程,是调度运行人员进行故障应急处理的重要前提和依据。针对现有基于优化求解的输电网故障诊断解析模型在考虑异常告警信息时需要扩大变量维数,求解难度大且时效性较低的问题,提出一种输电网故障诊断的分阶段解析模型及方法。模型前一阶段通过分析不同预想故障元件对目标函数的影响,并综合保护动作关联和断路器动作关联两个方面因素建立元件的故障测度指标,无需迭代即可实现可疑元件的快速筛选;模型后一阶段将保护和断路器的实际状态引入故障假说,建立综合反映保护系统动作逻辑错误和信息通信错误的诊断目标函数,并通过智能优化算法求解,可得到故障元件以及保护和断路器的实际状态。通过分阶段解析建模的改进,可以有效降低优化模型的求解维度,提高解析模型故障诊断的时效性。针对现有基于Petri网图形建模的输电网故障诊断方法主要在离线时以单个元件为单位进行独立建模,对硬件存储要求高且难以适应网络拓扑变化的不足,提出一种基于网络拓扑图形建模的输电网故障诊断模型。从电网拓扑结构出发,形成系统各元件、保护和断路器的拓扑关联矩阵,以此为图形单元构建电网故障诊断模型,并根据保护配合逻辑及出口方式,建立了远后备保护的拓扑映射规则及完整的信息融合推理流程,可以充分利用网络的拓扑信息实现诊断模型的在线自动建模,无需遍历推理即可快速判定故障元件,同时可以在故障诊断的过程中更新网络拓扑描述,因此能够适应网络拓扑变化及连锁故障的诊断。针对现有基于Petri网图形建模的故障诊断方法难以实现高效的时序推理且时序信息利用有限的问题,提出一种基于模糊时间Petri网的电网故障诊断方法。变电站中SOE的应用可以为保护和断路器的动作标定统一的时标,充分利用时序信息有利于提高故障诊断的准确性。因此,首先为Petri网模型中库所及变迁引入时间属性以表征电力系统告警信息的时序约束关系,定义了置信概率与时序约束的关联推理运算,并从模型结构出发建立了模糊时间Petri网的分层推理算法,无需对各告警信息进行繁杂的正反向时序推理检查,能够基于Petri网的矩阵描述实现高效的时序推理过程,并同时可以充分利用时序推理的结果提高故障诊断的准确性。此外,研究了输电网故障诊断技术在支持系统中的综合应用方案,并提出了解析模型法与Petri网图形建模法的配合应用模式,可提高输电网故障诊断的综合性能。从调度运行的角度,配电网故障诊断的基本目标是定位到具体的故障区段,便于运行人员准确隔离故障,减小负荷损失和提高供电可靠性。针对现有配电网故障诊断技术难以同时兼顾容错性和时效性的问题,提出一种矩阵算法和优化算法相结合的常规辐射式配电网故障诊断方法。首先,从开关过流告警的因果关联关系出发建立了配电网的矩阵描述,并从因果追溯的角度提出一种新的故障诊断矩阵算法判据,实现过程简单且意义鲜明,能够在告警信息正常时准确定位故障区段;其次,考虑存在告警信息畸变时,根据矩阵判据结果可有效筛选出可疑区段集合,在此基础上利用网络的矩阵描述构建优化模型进行容错判断,可快速实现高容错性故障定位。通过矩阵算法与优化算法在时效性和容错性方面进行优势互补,可有效提高故障诊断性能。针对多电源并列运行主动配电网潮流双向流通,常规配电网的故障诊断方法难以适用的问题,提出一种适用于多电源并列运行主动配电网的故障诊断方法。随着可再生能源发电技术的发展,分布式电源、储能等在部分配电网中接入使得常规配电网转变为多电源并列运行主动配电网,因此,本文在常规配电网故障诊断方法的基础上,从开关过流告警的方向特性出发,为主动配电网定义了各开关电流的参考正方向,并基于因果关联特性建立了考虑方向拓展的主动配电网矩阵描述,在此基础上分别对前面所提的矩阵算法判据及容错优化模型进行建模改进,并重点分析了主动配电网多重故障的特殊性问题,可以在兼顾时效性和容错性的同时,适用于多电源并列运行主动配电网。最后,论文对主要研究工作及有特色的研究成果进行了总结,所研究的调度应急处置支持系统的部分功能模块已在我国某区域电网获得初步应用。同时,论文还讨论了下一步研究工作的展望。
薛瀛[4]（2020）在《民机电传飞控系统舵面丧失控制与舵面振荡的抑制方法研究》文中指出在民机适航规章的安全性要求中,舵面丧失控制和舵面振荡是飞控系统两种主要的灾难级故障。现代民机多采用电传飞控系统,利用操纵位置传感器、飞控计算机、电液伺服阀等取代传统机械操纵机构,减轻了系统重量,节省了安装空间,提升了操纵性能;但由于操纵系统环节增多,故障率增高。为了提高电传飞控系统的安全性,现代民机普遍采用余度技术,通过增加并联飞控链路,降低系统的故障率。采用余度架构设计的本质是用超常规的资源换取高安全性,但过度的余度设计反而会使系统复杂度、费用、重量、空间增加,而系统平均无故障时间（Means of Time Between Failure,MTBF）减小。因此,需要综合评价和权衡最优的余度架构方案,以解决舵面丧失控制的问题;研究相应的余度管理和故障监控技术,以解决舵面振荡的问题。本文面向舵面丧失控制和舵面振荡两种故障,对余度架构设计和振荡抑制方法开展研究。通过工作原理分析,定性评估电传飞控系统分布式和集中式非相似余度架构的性能、复杂度。通过故障树分析,量化表征系统舵面丧失的故障率,进行方案权衡。通过表决与比较方法和力纷争均衡控制将舵面振荡的振幅和频率控制在适航要求的范围内。论文的主要工作与创新如下:首先,针对电传飞控系统控制链路包含机电液等多个环节,系统构成复杂,故障率高的问题,采用余度设计理论,通过非相似多余度架构配置方法,降低共模故障率,使舵面丧失的故障率满足适航安全性要求。对分布式和集中式两种余度架构进行原理分析,从计算机、舵面作动器供压系统和飞控配电系统角度定性地评估对比了两者的性能、复杂度,提出了一种将分布式电源和液压源集中管理二次分配的高安全性配置方法,并进行了方案权衡。以丧失升降舵控制故障为例,通过故障树建模,建立了六种底事件的表征模型;针对复杂电子硬件逻辑门无法穷举的问题,提出了一种以硬件失效表征逻辑门失效的故障建模方法,建立了飞控计算机等复杂硬件的故障模型;研究了带时序的单隐性和双隐性故障建模方法,对故障树中显性和隐性故障的逻辑关系进行研究;继而对分布式和集中式两种余度架构建立了故障树和可靠性框图,进行量化分析,选择最优方案。然后,针对电传飞控系统控制链路电子设备逻辑复杂、容易产生错误信号耦合,导致舵面产生振荡的问题,面向电传飞控系统余度数最多的四余度信号配置,提出了基于非相似余度信号的表决和比较方法。通过“冒泡法”对故障信号进行筛选并进行归一化处理,将振荡故障从信号中识别出来并进行隔离。分别对表决和比较监控的比较阈值和计数器门限进行了Matlab仿真,得到了系统的最大公差边界,用以确定监控器的比较阈值;同时得到了非线性飞控系统计数器门限的最优解;通过仿真预测,针对电传飞控系统中舵面振荡最高发生的频率（10Hz）,表决和比较监控最快可以在0.48s内探测到故障。通过全物理铁鸟试验平台对真实环境下,基于逻辑判断中最复杂的两路信号故障、两路正常的极限工况对监控算法的性能进行了测试和验证,试验表明监控方法可以在0.5s内检测到振荡故障,满足飞机振荡损伤容限设计标准中规定耐受时间0.5s的要求,证明表决与比较方法在振荡故障监控方面的有效性。最后,针对电传飞控系统舵面电液伺服作动器采用主-主工作模式带来的力纷争振荡,导致舵面疲劳,影响飞行安全的问题,提出了一种基于压力和位置双重反馈补偿的力纷争均衡控制方法。该方法通过对舵面两端的两个作动器收缩腔和伸出腔压差的比较生成压力补偿值;采用比例积分控制器,根据两个作动器之间的压力差与舵面扭转变形的比例关系将压力转化成位置进行补偿;利用积分控制对高比例增益出现的振荡和超调进行修正,消除稳态误差。再通过舵面两端的两个作动器位置传感器测得的实际位置进行比较,生成位置修正值,用来均衡两侧作动器的位置差,减少舵面两个作动器之间的方位误差,实现力纷争均衡。为了预测该方法的性能,建立了作动器-舵面的数学模型,用系统的最大延迟和作动器控制电子（ACE）的不同步性作为测试用例,对力纷争均衡控制进行仿真。结果表明,由于力纷争均衡的作用,两个作动器之间的压差最大约为200psi,低于结构损伤容限的设计要求的500psi。通过物理试验平台（铁鸟）对力纷争均衡控制进行了验证,试验结果表明,力纷争均衡控制将两个作动器之间的压差从400psi降至190psi,降低了52%,均衡方法可有效降低力纷争。
刘静德[5]（2020）在《基于数据采集单元的故障注入系统设计与实现》文中提出现代船舶自动化程度不断提高,设备的可靠性对船舶运行起到至关重要的作用。为了保障船舶系统稳定可靠的运行,需要对系统的容错机制进行测试。通过人为的注入故障,可以加速系统的故障发生和失效过程,是作为容错实验的有效测试手段。本文以船舶控制系统中数据采集单元作为被测对象,基于物理注入方式进行故障注入系统的设计与实现。本文首先对设计需求进行分析,在此基础上,进行系统整体方案的设计和软硬件的实现。按照注入方式的不同,分成模拟信号、开关量信号、CAN信号和以太网信号四类故障注入板卡。对模拟量信号的故障注入,通过叠加不同类型、幅值、频率的干扰信号实现;通过注入短路、断路、电平强制高或低的错误,实现对开关量信号的故障注入;针对通信类的CAN和以太网信号,可注入阻抗失配、电平失配等物理层的故障;同时,还设计数据采集板卡,将采集的模拟量信号上传,进行数据比对与分析。另外,硬件系统均采用以太网通信方式,实现多节点设备的互连与实时控制。上位机软件基于Qt平台进行开发,提供了良好的人机交互界面。软件设计按照功能模块划分,能够实现网络参数和故障参数配置、通道数据实时监控、历史数据存储查询以及故障诊断功能。其中,针对故障诊断算法进行了建模与仿真,验证了算法的可行性。最后对构建的故障注入系统,分板卡进行模块化测试,并结合上位机软件进行软硬件联调实验;经过实验验证,故障注入系统的功能和性能均满足设计需求,可应用于数据采集单元容错机制的检测。
罗宸湖[6]（2020）在《乘除组件故障诊断分析系统的设计与实现》文中进行了进一步梳理安全性、可靠性和经济性是发电厂赖以生存和发展的基础,目前电力事业正面临良好的发展机遇,在这种形势下如何更好地保障发电站的安全稳定运行是目前电力研究领域的核心内容。乘除组件作为仪控系统中的重要组成部分,在核电站中得到了较为广泛的应用,其性能是否稳定可靠不仅仅关联着卡件功能的实现,甚至直接影响到整个发电站用电系统的安全和稳定。现阶段,卡件的功能检查、故障查找等安全维护主要还是依靠电站工作人员通过带电操作方式来进行,把有故障问题的卡件进行更换或报废。此种方式不仅对电站检修人员提出了更高的技能要求,还对电站的卡件资源造成了巨大的浪费。因此,本文以电站中的乘除组件作为研究对象,集成当前电子行业先进成熟的诊断和维护理念,设计一种满足自动控制与采集、分析与诊断、识别与定位的故障诊断分析系统,为乘除组件健康度和完整度的监测提供必要的应用支撑。论文主要研究内容如下:（1）对当前国内外电气领域内相关卡件等模拟电路的故障诊断分析技术及研究现状进行了调研,发现了当前电气领域内的诊断技术在电站卡件故障诊断方面的应用不足等问题。（2）结合乘除组件自身特点,对系统的整体架构及相关关键技术进行了研究,完成了系统设计方案的制定,阐述了系统所采用的故障诊断策略。（3）以乘除组件中的B型乘除卡件为例,深入分析卡件工作原理,建立PSPICE仿真模型,选取相应功能监测点,模拟实际工况下易发生的各种故障,构建相应故障案例库。（4）基于对BP神经网络算法的研究及乘除组件自身特点,提出了确定最佳隐含层节点数的遗传优化BP神经网络诊断算法,建立故障诊断模型,实现对卡件的快速精准故障诊断分析。（5）阐述了基于上述诊断方法所设计的智能故障诊断分析系统及测试验证过程,其能实时对卡件状态进行自动分析与诊断,展现卡件监测点的实际波形并及时给出最终的诊断分析报告。总体而言,本文提出的乘除组件故障诊断分析系统,可以实现对卡件的自动分析诊断,能有效提高人员工作效率,能够为乘除组件的智能化闭环化管理提供有效的技术支持,促进乘除组件的整体管控能力提升。
郑润[7]（2020）在《纯电动汽车故障诊断与控制研究》文中提出随着各个国家将汽车电气化上升为国家战略,电动汽车在我们的生活中会越来越普及,因此电动汽车的安全也受到了越来越广泛的关注,为了使电动汽车的整车安全系数尽可能的提高,就需要对车辆的安全设计机制进行多方面的考虑。整车控制器作为电动汽车三大核心控制器之一,需要根据整车安全设计要求进行相关故障诊断与安全控制,从而使电动汽车具有更高的安全等级和驾驶舒适性。本文基于整车控制器在车辆开发设计中承担的角色,使用故障诊断相关理论和容错性故障控制机制,从四个角度进行了电动汽车的故障诊断与控制率重构设计,具体内容如下:1.基于目标样车的整车电源工作机制,进行了电压失效模式分析,进一步提出诊断策略;根据加速踏板传感器信号采集方式,对信号失效模式分析,并进行故障诊断和控制率重构;对采用双路互锁信号的制动踏板和带真空助力的制动系统,从车辆对制动的要求出发,进行了制动故障识别与控制;从CAN信号传输的机制,对整车CAN通信中出现的失效进行逐层分析,并提出诊断和控制策略。2.基于Matlab/Simulink软件和故障诊断与控制策略,搭建了整车控制策略中的子故障诊断模型,并结合已有的故障诊断模块构建了整车故障拓扑结构模型。3.根据基于模型开发的流程,对故障诊断和控制模型进行了 MIL、SIL、HIL以及实车测试,从测试后的数据进行分析,验证了电源电压、加速踏板传感器信号、制动踏板互锁信号、真空助力系统以及CAN信号的故障诊断和控制策略满足目标车辆安全设计的要求。
谈娟[8]（2020）在《基于解析模型的飞控系统故障诊断技术研究》文中指出随着航空技术的快速发展,故障诊断与健康管理成为余度飞行控制技术的一个重要研究内容。飞行控制系统是无人机的核心组成部分,其稳定性和可靠性关系到无人机的安全。从解析余度的角度研究飞行控制系统的故障诊断技术,能够弥补基于信号检测的故障诊断技术存在的一些不足,在理论研究和工程应用方面具有重要的意义和价值。论文围绕执行机构和传感器两个核心子系统展开研究,采用基于解析模型的故障诊断方法,设计了故障诊断算法和策略并开发了飞行控制与故障诊断综合系统,提高了执行机构和传感器系统故障诊断的效果。首先,对飞行控制系统的故障诊断理论方法和应用发展进行了对比研究和综合分析,制定了飞行控制系统故障诊断的研究方案。其次,针对执行机构系统的特性建立了参考模型,分析并模拟常见类型的故障特性,提出了基于广义卡尔曼滤波的执行机构故障诊断算法,设计自适应调节律进行校正以减小模型解析过程中的偏差。然后,针对机载传感器进行了机体对象建模、环境建模和传感器建模和系统特性分析,提出了基于代价函数的故障诊断联合算法,设计故障判别准则以提高系统对软故障检测的快速性,同时结合基于故障树专家系统决策的辅助手段以提高故障诊断的准确性。基于嵌入式实时操作系统构建了飞行控制与故障诊断综合系统,对综合系统的功能模块、总体需求和性能指标进行了研究和分析,设计了执行机构和传感器系统的故障注入模块,完成了综合系统的平台配置和软件开发工作。最后,搭建了飞行控制与故障诊断综合系统的半物理仿真环境,制定了系统测试与验证方案,通过模拟注入不同类型的执行机构故障和传感器故障,实现了综合系统的飞行控制与管理功能、模型解析功能和故障诊断功能,验证了所提出的故障诊断算法的合理性和有效性。
路红飞[9]（2020）在《三余度飞行控制计算机容错技术研究》文中提出飞行控制计算机（以下简称:飞控计算机）是无人机飞行控制系统的核心,其可靠性对无人机的任务可靠性和安全性起着重要影响。容错技术可以有效地提高飞控计算机的可靠性和可用性。本文以三余度飞控计算机为研究对象,开展容错技术的研究。首先,对三余度飞控计算机的功能和性能需求进行详细分析,构建了三余度飞控计算机的硬件架构。分别设计了控制单元动态冗余、接口单元信息冗余和CAN总线单元混合冗余的管理方案。其次,在深入分析各模块故障模式的基础上,重点研究了控制单元基于任务运行级别、接口单元基于数据更新率、总线单元基于交叉校验的故障检测策略。详细设计了控制单元优先级动态规划的重构策略和前后向恢复策略、接口单元整体和局部失效时的重构策略、总线单元交叉校验与主从备份机制相结合的两级重构策略。然后,详细论述了余度飞行控制软件的总体架构,基于Vx Works实时操作系统,完成了软件各功能模块和任务的设计与开发,实现了飞控计算机飞行控制和余度管理功能。最后,搭建半物理仿真环境,通过故障注入,对各模块的容错策略进行验证,仿真结果证明:本文设计的容错策略合理有效,满足设计要求。
童晋[10]（2020）在《基于雾计算的电力系统监测网络关键技术与应用》文中进行了进一步梳理伴随着智能电网、电力物联网与能源互联网的快速发展,边缘节点的数量呈指数级增长,对传统电网基于中心化的运行方式与通讯逻辑提出了挑战。日益增长的基础数据将极大地占用系统云端的计算与通讯资源,而底层网络中却存在计算与通讯资源富余的情况。因此,如何在不影响系统运行的情况下,高效地利用边缘资源来削减云端压力是亟需解决的问题。雾计算作为云计算的延伸,将各类服务自云端拓展至边缘,用于提供低延时网络服务、高效数据传递和资源利用率,被认为是提升系统处理边缘问题效率的不二之选。然而,不同于通用系统,电力系统中固有的运行与成本需求对雾计算的应用提出了更高的要求。一方面,雾计算需兼容于现行电力系统监测网络,在较低的建设成本的基础上提供更优的网络功能是其应用的前提。另一方面,由于雾计算中额外运算和通讯将增加节点功耗,因此节点的能量来源和能耗的削减是其能否可靠运行的保证。因此,本文拟从基于雾计算的电力系统监测网络架构、节点能量来源、网络的运行管理三方面展开研究,并结合电力系统短路故障的监测所需,提出基于雾计算的算法案例作为其应用实效性的支撑,本文的主要工作概况如下:1)将雾计算架构整合入电力系统监测网络范畴内。在基于现有电力系统监测网络基础设施,满足现行系统的数据采集与传输的基础上,雾计算架构被用于提高系统边缘和站点间富余的计算和通信资源的利用率。其中,软件定义网络被用于控制并管理节点间的通信,进而实现雾计算的通讯逻辑。该架构具备更短的事件处理流程,适应各类不同事件的触发情况。文中同时对所提出的雾计算通讯逻辑进行了仿真,并验证其具备更低的通讯时延的特性。2)研究电力系统站外节点的能量供给方案,解决雾计算应用中底层节点所需能量问题,进而削减因强电磁环境带来的通信成本上升问题。雾计算的应用将提升监测网络中底层节点的能耗,本文通过分析电力系统站外环境中可供采集的环境能量,阐述了电力系统站外节点的能量供给策略,并整合环境能量采集方案为部署于架空线路上的感知节点设计一种能量供给方案,进而将线路沿线感知节点的维护与通讯、计算节点分离,降低系统的运营与维护成本。3)研究降低监测网络运行能耗的雾计算网络运行能耗管理方案,着力提升监测网络运行寿命。方案基于盲克里金代理模型,被配置在更贴近监测节点的信息汇聚节点中运行,无需上层网络的信息与控制。通过将离散的监测数据整合成对应的数学模型,部分节点的监测信息可由模型代为预测,从而减少节点的运行次数,平衡监测精度与能耗之间的关系,最高可提高底层监测网络36.22%的运行寿命。4)以电力系统短路故障为例,研究提升电力系统运行安全性的雾计算用例。基于本文提出的雾计算监测网络架构与现有电力系统通信网络提出一种诊断精度高、容错能力强、资源需求少的短路诊断新方案,可应用为现行方案的增补。其中,具备高效通讯能力和计算能力的IED被定义为雾计算节点,节点所采集的保护信息被定向处理成极小的目标知识,可以在线路上的相关雾节点之间完成快速交互。互为相关的知识在雾节点中共同构建故障矩阵并计算出自身线路的诊断值,从而完成故障线路的定位。该方案的有效性基于IEEE 118系统验证,在具有更高的响应效率的同时,兼具良好的容错性,可以在任意三个错误信息的情况下保持100%的准确性。同时,文中基于现有电力系统通信网络,对知识交互进行仿真,验证本文所提的雾计算架构在不同网络状态下的延迟特性。
二、容错技术、误差校验、故障诊断、计算机安全（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、容错技术、误差校验、故障诊断、计算机安全（论文提纲范文）
（1）基于冗余容错线控转向执行模块控制器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 线控转向系统国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 1.4 本文主要设计思路 |
| 2 线控转向执行模块动力学模型及控制策略 |
| 2.1 线控转向执行模块动力学模型 |
| 2.1.1 线控转向执行模块总体方案 |
| 2.1.2 各机械部件动力学模型 |
| 2.2 直流无刷电机控制策略 |
| 2.2.1 直流无刷电机数学模型 |
| 2.2.2 直流无刷电机驱动 |
| 2.2.3 直流无刷电机的多环PID控制 |
| 2.3 线控转向系统可变传动比设计 |
| 2.3.1 车辆二自由度动力学模型 |
| 2.3.2 横摆角速度增益恒定的理想变传动比 |
| 2.4 线控转向执行模块的转向仿真验证 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 执行模块转角传感器冗余容错控制策略 |
| 3.1 自适应无迹卡尔曼滤波的前轮转角估计 |
| 3.1.1 卡尔曼滤波算法及其衍生算法 |
| 3.1.2 自适应无迹卡尔曼滤波算法 |
| 3.1.3 滤波状态空间模型及前轮转角估计 |
| 3.2 传感器故障模型的建立与诊断系统的设计 |
| 3.2.1 转角传感器和位移传感器的故障模型 |
| 3.2.2 传感器的故障诊断 |
| 3.3 多传感器冗余容错策略的设计 |
| 3.3.1 冗余容错策略 |
| 3.3.2 多转角信息的自适应加权融合 |
| 3.4 仿真分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 线控转向执行模块控制器研制 |
| 4.1 控制器功能分析 |
| 4.2 控制器硬件设计 |
| 4.2.1 主芯片系统 |
| 4.2.2 系统电源电路 |
| 4.2.3 无刷直流电机驱动电路 |
| 4.2.4 传感器采样电路 |
| 4.3 硬件电路测试 |
| 4.4 控制器软件设计 |
| 4.4.1 软件系统总体设计 |
| 4.4.2 通信模块程序 |
| 4.4.3 转角信息转换程序 |
| 4.4.4 冗余容错程序 |
| 4.5 软件程序测试 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 线控转向执行模块试验台设计、搭建及试验 |
| 5.1 线控转向执行模块试验台设计 |
| 5.2 电机转角跟随试验 |
| 5.3 故障诊断与冗余容错控制策略试验 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果 |
（2）航天器姿态确定系统的故障诊断方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状与分析 |
| 1.2.1 航天器姿态确定系统故障诊断技术研究 |
| 1.2.2 航天器系统工程中故障诊断应用 |
| 1.2.3 航天器姿态确定系统故障诊断存在的问题 |
| 1.3 论文的主要内容与组织结构 |
| 第2章 姿态确定系统建模与分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 坐标系定义 |
| 2.3 姿态确定系统模型 |
| 2.3.1 姿态描述 |
| 2.3.2 姿态运动学方程 |
| 2.3.3 姿态敏感器建模 |
| 2.4 星敏感器误差分析与故障建模 |
| 2.4.1 星敏感器误差分析 |
| 2.4.2 星敏感器在轨数据分析 |
| 2.4.3 星敏感器故障建模 |
| 2.5 陀螺误差分析与故障建模 |
| 2.5.1 陀螺误差分析 |
| 2.5.2 陀螺实测数据分析 |
| 2.5.3 陀螺故障建模 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 基于奉献滤波器的姿态敏感器故障诊断 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于卡尔曼滤波的定姿算法 |
| 3.2.1 算法推导 |
| 3.2.2 降维设计 |
| 3.3 故障检测与分离方法设计 |
| 3.4 数学仿真与分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于简化滤波器的姿态敏感器故障诊断 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 传统乘性卡尔曼滤波存在的问题 |
| 4.3 一种基于离散时间模型的无重置乘性卡尔曼滤波 |
| 4.3.1 算法推导 |
| 4.3.2 数学仿真比对 |
| 4.4 增益的计算简化 |
| 4.4.1 固定常值 |
| 4.4.2 标量序贯计算 |
| 4.4.3 数学仿真比对 |
| 4.4.4 计算复杂度分析 |
| 4.5 故障检测与分离方法的优化设计 |
| 4.5.1 基于简化滤波器的故障诊断 |
| 4.5.2 计算复杂度分析 |
| 4.6 数学仿真与分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 综合应用模型与数据的姿态确定系统故障诊断 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 经验模态分解算法 |
| 5.2.1 基本原理 |
| 5.2.2 算法应用 |
| 5.3 基于简化EMD算法的故障诊断 |
| 5.3.1 基于滑动窗的信号测取 |
| 5.3.2 EMD特征提取方法 |
| 5.3.3 诊断与分离决策 |
| 5.3.4 数学仿真与分析 |
| 5.4 模型与数据综合故障诊断策略 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 基于半物理平台的故障模拟与诊断验证 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 工程技术要求 |
| 6.3 控制系统半物理仿真试验平台 |
| 6.3.1 平台功能 |
| 6.3.2 硬件组成 |
| 6.3.3 软件组成 |
| 6.4 故障诊断系统设计与仿真 |
| 6.4.1 故障模拟与注入 |
| 6.4.2 星载软件开发 |
| 6.4.3 仿真演示与分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（3）面向调度应急处置的输配电网故障诊断关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 调度应急处置支持系统的发展情况 |
| 1.3 面向调度应急处置的故障诊断技术研究现状 |
| 1.3.1 输电网故障诊断的研究现状 |
| 1.3.2 配电网故障诊断的研究现状 |
| 1.4 现有研究存在的不足 |
| 1.5 论文主要工作和章节安排 |
| 2 电力系统调度应急处置支持系统的框架及关键技术 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 电力系统调度应急处置支持系统的需求目标 |
| 2.3 电力系统调度应急处置支持系统的功能框架 |
| 2.4 调度应急处置支持系统的主要关键技术 |
| 2.5 适用于调度应急处置支持系统的故障诊断关键技术 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 输电网故障诊断的分阶段解析模型及方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 传统解析模型的局限性分析 |
| 3.3 输电网故障诊断的分阶段解析模型及方法 |
| 3.3.1 基于故障测度指标的可疑元件筛选 |
| 3.3.2 基于实际状态的拓展解析建模 |
| 3.4 基于分阶段解析的输电网故障诊断流程 |
| 3.5 算例分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 基于网络拓扑图形建模的输电网故障诊断模型 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 输电网的拓扑描述方法 |
| 4.2.1 基于图论的输电网拓扑描述 |
| 4.2.2 电力元件及保护设备的拓扑关联矩阵 |
| 4.3 基于网络拓扑图形建模的故障诊断模型 |
| 4.3.1 输电网故障诊断模型的整体架构 |
| 4.3.2 故障诊断模型的参数设置 |
| 4.4 拓扑映射转换规则及输电网故障诊断流程 |
| 4.4.1 矩阵推理运算算子定义 |
| 4.4.2 远后备保护的拓扑映射转换规则 |
| 4.4.3 故障诊断模型的推理流程 |
| 4.5 仿真验证分析 |
| 4.5.1 算例仿真 |
| 4.5.2 性能分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 基于模糊时间Petri网的输电网故障诊断方法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 模糊时间Petri网(FTPN) |
| 5.2.1 时序约束及时序推理 |
| 5.2.2 FTPN定义 |
| 5.3 基于FTPN的输电网故障诊断模型 |
| 5.3.1 FTPN的图形化建模 |
| 5.3.2 模型参数设置 |
| 5.3.3 矩阵推理运算定义 |
| 5.3.4 FTPN模型的分层推理过程 |
| 5.3.5 告警信息的动作评价 |
| 5.4 基于FTPN的输电网故障诊断框架 |
| 5.5 算例仿真及性能分析 |
| 5.5.1 算例仿真 |
| 5.5.2 性能分析 |
| 5.6 输电网故障诊断技术在支持系统中的综合应用方案 |
| 5.6.1 模糊时间Petri网的拓扑建模方法 |
| 5.6.2 解析模型法与Petri网图形建模法的配合应用模式 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 矩阵算法和优化算法相结合的配电网故障诊断 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 常规配电网故障诊断的新型改进矩阵算法 |
| 6.2.1 现有矩阵算法的原理概述 |
| 6.2.2 一种新的改进矩阵算法 |
| 6.3 基于优化算法的容错判断 |
| 6.3.1 告警信息畸变对矩阵算法的影响 |
| 6.3.2 考虑告警信息容错的优化模型 |
| 6.4 常规配电网的故障诊断流程 |
| 6.5 算例分析 |
| 6.5.1 配电网算例 |
| 6.5.2 性能分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 适用于多电源并列运行主动配电网的故障诊断方法 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 多电源并列运行主动配电网故障诊断的改进矩阵算法 |
| 7.3 主动配电网故障诊断的优化建模方法 |
| 7.3.1 基于现有建模方法的信息容错优化模型 |
| 7.3.2 基于网络拆分的主动配电网故障诊断优化建模方法 |
| 7.3.3 多电源并列运行配电网的多重故障诊断测试算例 |
| 7.4 配电网故障诊断技术在支持系统中的应用方案 |
| 7.5 本章小结 |
| 8 全文总结 |
| 8.1 工作总结 |
| 8.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 A 攻读博士学位期间所取得的科研成果 |
| 附录 B 攻读博士学位期间参与的课题 |
（4）民机电传飞控系统舵面丧失控制与舵面振荡的抑制方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 缩略语 |
| 符号对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 电传飞控系统组成 |
| 1.2 舵面丧失控制与舵面振荡及其对飞行安全性的影响 |
| 1.3 电传飞控系统安全性设计的国内外技术现状 |
| 1.3.1 余度架构配置技术 |
| 1.3.2 飞控计算机的余度结构 |
| 1.3.3 舵面作动器的余度结构 |
| 1.3.4 飞控配电的余度结构 |
| 1.3.5 安全性评估方法 |
| 1.3.6 振荡故障的监控 |
| 1.3.7 力纷争振荡的均衡 |
| 1.4 电传飞控系统安全性研究还需解决的问题 |
| 1.5 本文主要的内容和结构 |
| 第二章 舵面丧失控制故障分析及非相似余度架构设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 飞控系统非相似余度架构方案 |
| 2.2.1 分布式架构的飞控系统余度配置方案 |
| 2.2.2 集中式架构的飞控系统余度配置方案 |
| 2.2.3 舵面作动器供压系统的余度配置方案 |
| 2.2.4 飞控配电系统的余度配置方案 |
| 2.3 电传飞控系统的底事件失效模型 |
| 2.3.1 复杂电子设备(FCC、ACE)的失效模型 |
| 2.3.2 带表决监控的控制指令失效模型 |
| 2.3.3 带比较监控的控制指令失效模型 |
| 2.3.4 舵面作动器的失效模型 |
| 2.3.5 总线传输报文失效模型 |
| 2.3.6 单一外部事件失效模型 |
| 2.4 显性和隐性故障的逻辑关系 |
| 2.4.1 显性和隐性故障的暴露时间 |
| 2.4.2 隐性故障的特征分析 |
| 2.4.3 带时序单隐性失效的逻辑关系模型 |
| 2.4.4 带时序双隐性失效的逻辑关系模型 |
| 2.5 飞控系统舵面丧失控制故障建模 |
| 2.5.1 分布式架构舵面丧失控制模型 |
| 2.5.2 集中式架构舵面丧失控制模型 |
| 2.5.3 分布式架构与集中式架构安全性和可靠性比较分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 基于表决与比较的舵面振荡监控方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 表决逻辑与表决策略 |
| 3.2.1 表决监控的原理 |
| 3.2.2 表决监控的比较逻辑 |
| 3.2.3 表决监控的阈值选择 |
| 3.2.4 表决监控的表决算法 |
| 3.3 比较监控的模式及算法 |
| 3.3.1 比较监控的原理与逻辑 |
| 3.3.2 比较监控的阈值选择 |
| 3.4 振荡监控器性能仿真 |
| 3.4.1 仿真平台 |
| 3.4.2 比较阈值的仿真 |
| 3.4.3 计数器门限的仿真 |
| 3.4.4 监控器的性能仿真 |
| 3.5 振荡监控器的验证 |
| 3.5.1 铁鸟试验平台 |
| 3.5.2 故障注入试验 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 多驱动模式下舵面力纷争振荡的均衡方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 EHSA的结构 |
| 4.3 力纷争均衡控制 |
| 4.4 力纷争均衡控制的测试与仿真 |
| 4.4.1 双作动器-舵面模型 |
| 4.4.2 测试用例分析 |
| 4.4.3 力纷争仿真 |
| 4.5 力纷争均衡控制的试验验证 |
| 4.5.1 铁鸟试验平台 |
| 4.5.2 力纷争验证试验 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 研究工作总结 |
| 5.2 主要创新点 |
| 5.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间的学术成果 |
（5）基于数据采集单元的故障注入系统设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 故障注入技术研究现状 |
| 1.3 本文内容概述 |
| 2 需求分析与方案设计 |
| 2.1 船舶控制系统模拟实验平台介绍 |
| 2.2 故障注入系统需求分析 |
| 2.3 故障注入系统整体方案设计 |
| 2.4 系统关键技术与算法介绍 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 故障注入系统硬件设计 |
| 3.1 最小系统设计 |
| 3.2 模拟信号故障注入板卡设计 |
| 3.3 开关信号故障注入板卡设计 |
| 3.4 通信信号故障注入板卡设计 |
| 3.5 ADC采集电路设计 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 故障注入系统软件设计 |
| 4.1 故障注入系统软件整体框架 |
| 4.2 故障注入系统软件协议设计 |
| 4.3 故障注入系统下位机程序设计 |
| 4.4 故障注入系统上位机软件设计 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 模块测试与实验结果 |
| 5.1 模块测试 |
| 5.2 实验与结果分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录A 攻读学位期间取得的科研成果 |
| 附录B 硬件板卡实物图展示 |
（6）乘除组件故障诊断分析系统的设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究目的及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 电子仿真分析技术国内外研究现状 |
| 1.2.2 乘除组件故障诊断技术国内外研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 1.4 本章小结 |
| 第2章 乘除组件故障诊断分析系统方案设计 |
| 2.1 总体方案 |
| 2.1.1 整体架构 |
| 2.1.2 仿真建模 |
| 2.1.3 模块化故障诊断策略 |
| 2.2 相关关键技术 |
| 2.2.1 PSPICE仿真建模技术 |
| 2.2.2 基于确定隐含层节点数的遗传优化BP神经网络法 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 乘除组件仿真建模研究 |
| 3.1 卡件分析 |
| 3.1.1 卡件介绍及功能分析 |
| 3.1.2 卡件原理分析 |
| 3.2 仿真模型研究 |
| 3.2.1 模型搭建 |
| 3.2.2 仿真参数设置 |
| 3.2.3 敏感器件分析 |
| 3.3 仿真结果分析 |
| 3.3.1 卡件正常状态仿真 |
| 3.3.2 卡件故障状态仿真 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 乘除组件故障诊断算法研究 |
| 4.1 故障特征提取 |
| 4.1.1 特征提取原则 |
| 4.1.2 特征提取方法 |
| 4.2 故障诊断算法 |
| 4.2.1 BP神经网络原理 |
| 4.2.2 BP神经网络中隐含层最佳节点数的确定 |
| 4.2.3 遗传算法优化BP神经网络 |
| 4.2.4 算法诊断仿真及优化对比 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 乘除组件故障诊断分析系统的实现 |
| 5.1 系统诊断平台 |
| 5.1.1 硬件平台介绍 |
| 5.1.2 软件平台介绍 |
| 5.2 实例验证及分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
（7）纯电动汽车故障诊断与控制研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的研究意义和目的 |
| 1.2 故障诊断与控制研究现状 |
| 1.2.1 故障诊断方法研究现状 |
| 1.2.2 容错控制方法研究现状 |
| 1.3 电动汽车故障诊断与控制现状 |
| 1.3.1 安全设计概念 |
| 1.3.2 电动汽车诊断与控制现状 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第二章 整车控制器的工作与诊断机制 |
| 2.1 整车控制器工作机制 |
| 2.1.1 硬线信号 |
| 2.1.2 CAN信号 |
| 2.1.3 功能逻辑 |
| 2.2 整车控制器故障诊断与控制机制 |
| 2.2.1 故障诊断 |
| 2.2.2 故障处理 |
| 2.2.3 故障存储 |
| 2.2.4 故障恢复 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 故障诊断与控制分析 |
| 3.1 低压电源电压故障诊断与控制 |
| 3.1.1 电源电压信号故障诊断 |
| 3.1.2 电源电压故障控制 |
| 3.2 加速踏板信号故障诊断与控制 |
| 3.2.1 加速踏板信号处理 |
| 3.2.2 加速踏板传感器信号故障诊断 |
| 3.2.3 加速踏板信号控制 |
| 3.3 制动系统故障诊断与控制 |
| 3.3.1 制动系统故障诊断 |
| 3.3.2 制动系统故障控制 |
| 3.4 CAN故障诊断与控制 |
| 3.4.1 CAN故障诊断 |
| 3.4.2 CAN故障控制 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 诊断模型搭建 |
| 4.1 电源电压故障诊断模型 |
| 4.2 加速踏板传感器信号故障诊断模型 |
| 4.3 制动系统故障诊断模型 |
| 4.3.1 制动踏板故障诊断模型 |
| 4.3.2 制动真空助力系统故障诊断模型 |
| 4.4 CAN故障诊断模型 |
| 4.4.1 CAN电压故障和Bus-off诊断模型 |
| 4.4.2 超时故障诊断模型 |
| 4.4.3 丢帧故障诊断模型 |
| 4.4.4 报文校验和以及合理性诊断模型 |
| 4.5 整车故障诊断拓扑结构模型 |
| 4.6. 本章小结 |
| 第五章 仿真测试与实车测试 |
| 5.1 MIL测试 |
| 5.2 SIL测试 |
| 5.3 HIL测试 |
| 5.4 实车测试 |
| 5.4.1 制动系统故障诊断与控制测试 |
| 5.4.2 电源电压和CAN故障诊断与控制测试 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 全文总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 全文展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况 |
（8）基于解析模型的飞控系统故障诊断技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 注释表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 基于模型的故障诊断方法 |
| 1.2.2 基于知识的故障诊断方法 |
| 1.2.3 基于数据的故障诊断方法 |
| 1.2.4 基于离散事件的故障诊断方法 |
| 1.3 本单位研究基础 |
| 1.4 研究内容与结构安排 |
| 第二章 基于模型的执行机构故障诊断 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 执行机构故障诊断总体策略 |
| 2.3 执行机构建模分析 |
| 2.3.1 执行机构系统模型 |
| 2.3.2 故障特性分析 |
| 2.4 故障诊断算法设计 |
| 2.4.1 参考模型校正设计 |
| 2.4.2 基于广义卡尔曼滤波的最优估计器 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于解析模型的机载传感器故障诊断 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 传感器故障诊断总体策略 |
| 3.3 传感器特性模拟 |
| 3.3.1 数学建模 |
| 3.3.2 故障特性分析 |
| 3.4 故障诊断联合算法设计 |
| 3.4.1 实时条件概率更新 |
| 3.4.2 加权代价函数判决 |
| 3.4.3 基于故障树分析的专家系统 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 飞行控制与故障诊断综合系统的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 总体功能设计 |
| 4.2.1 系统性能评价 |
| 4.2.2 系统功能划分 |
| 4.3 平台配置基础 |
| 4.3.1 功能处理器 |
| 4.3.2 总线通信单元 |
| 4.4 软件总体结构 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 系统功能实现与软件设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 系统模块设计 |
| 5.2.1 软件设计原则 |
| 5.2.2 模块化设计 |
| 5.3 系统任务分配与调度 |
| 5.3.1 任务划分与时隙分配 |
| 5.3.2 系统任务调度 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 系统测试与仿真验证 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 半物理仿真环境搭建 |
| 6.2.1 仿真应用软件开发 |
| 6.2.2 故障注入功能设计 |
| 6.3 系统功能验证与分析 |
| 6.3.1 飞行控制与管理功能验证 |
| 6.3.2 模型解析功能验证 |
| 6.3.3 执行机构故障诊断验证 |
| 6.3.4 传感器故障诊断验证 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 工作总结 |
| 7.2 后续展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（9）三余度飞行控制计算机容错技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 注释表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 余度飞控计算机架构国内外发展现状 |
| 1.2.2 余度管理和容错技术国内外发展现状 |
| 1.3 论文内容与章节安排 |
| 第二章 三余度飞控计算机总体方案设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 需求分析 |
| 2.2.1 功能要求 |
| 2.2.2 性能需求 |
| 2.3 飞控计算机硬件架构设计 |
| 2.3.1 主处理器的选择 |
| 2.3.2 接口资源配置 |
| 2.3.3 总线单元 |
| 2.4 飞控计算机余度管理技术 |
| 2.4.1 控制单元 |
| 2.4.2 接口单元 |
| 2.4.3 总线单元 |
| 2.5 小结 |
| 第三章 控制单元容错策略设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 故障模式分析 |
| 3.3 控制单元故障检测策略 |
| 3.3.1 基于自适应算法的超时故障检测 |
| 3.3.2 基于任务运行级别的故障检测 |
| 3.3.3 基于任务运行频率的故障检测 |
| 3.4 CU重构策略设计 |
| 3.4.1 优先级一致性 |
| 3.4.2 优先级切换判据 |
| 3.4.3 系统重构流程 |
| 3.5 CU恢复策略 |
| 3.5.1 恢复信息筛选 |
| 3.5.2 前向恢复 |
| 3.5.3 后向恢复 |
| 3.6 小结 |
| 第四章 接口单元容错策略设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 接口资源分配策略 |
| 4.2.1 分配原则 |
| 4.2.2 分配方案 |
| 4.3 故障模式分析 |
| 4.4 接口单元故障检测策略 |
| 4.4.1 基于自适应算法的超时故障检测 |
| 4.4.2 基于数据更新率的故障检测 |
| 4.4.3 基于观测器的故障检测方法 |
| 4.4.4 基于状态反馈的故障检测 |
| 4.4.5 开关量通道故障检测 |
| 4.5 接口单元重构策略 |
| 4.5.1 IU整体失效时的重构 |
| 4.5.2 IU局部失效时的重构 |
| 4.6 小结 |
| 第五章 总线单元容错策略设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 CAN总线通信机制 |
| 5.2.1 CAN总线物理结构 |
| 5.2.2 CAN总线数据帧结构 |
| 5.2.3 CAN总线仲裁机制 |
| 5.2.4 系统数据帧ID划分 |
| 5.3 故障模式分析 |
| 5.4 总线单元故障检测策略 |
| 5.4.1 基于心跳的故障检测 |
| 5.4.2 基于交叉校验的故障检测 |
| 5.5 总线单元重构策略 |
| 5.5.1 基于交叉校验机制的重构策略 |
| 5.5.2 基于主从备份机制的重构策略 |
| 5.6 小结 |
| 第六章 飞控软件的设计 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 飞控软件的总体架构和功能划分 |
| 6.2.1 飞控软件总体架构设计 |
| 6.2.2 模块间数据流分析 |
| 6.2.3 飞控软件的功能划分 |
| 6.2.4 软件运行环境的选择 |
| 6.3 飞控软件任务与优先级划分 |
| 6.3.1 各模块任务划分 |
| 6.3.2 基于优先级的抢占式调度 |
| 6.4 任务调度策略 |
| 6.4.1 余度管理与容错模块 |
| 6.4.2 飞行控制与管理模块 |
| 6.5 小结 |
| 第七章 系统仿真验证 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 仿真策略设计 |
| 7.2.1 半物理仿真环境的搭建 |
| 7.2.2 仿真验证方案设计 |
| 7.3 容错策略验证 |
| 7.3.1 无故障条件下仿真测试 |
| 7.3.2 控制单元容错策略验证 |
| 7.3.3 接口单元容错策略验证 |
| 7.3.4 总线单元容错策略验证 |
| 7.4 小结 |
| 第八章 总结与展望 |
| 8.1 本文工作总结 |
| 8.2 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（10）基于雾计算的电力系统监测网络关键技术与应用（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 雾计算与电力系统通信 |
| 1.2.2 物联网中的雾计算架构 |
| 1.2.3 智能电网中的软件定义网络 |
| 1.2.4 智能电网与物联网 |
| 1.2.5 电力系统监测网络与雾计算 |
| 1.3 论文的研究内容与贡献 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 本文的主要贡献 |
| 1.4 文章结构 |
| 2 基于雾计算的电力系统监测网络架构 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基于标识传感网络的无线监测网络 |
| 2.2.1 RFID传感网络简介 |
| 2.2.2 融合RFID传感网络的优势 |
| 2.2.3 融合RFID的无线传感网络 |
| 2.2.4 适宜于电力系统站外广域监测的LPWA网络 |
| 2.2.5 RFID-LPWA监测-通信网络 |
| 2.3 基于雾计算的电力系统监测网络架构与通信基础 |
| 2.3.1 电力系统监测网络雾计算架构简介 |
| 2.3.2 电力系统监测网络雾计算通信基础 |
| 2.3.3 电力系统监测网络雾计算通信流程 |
| 2.3.4 雾计算优势分析——以电力系统短路故障为例 |
| 2.4 雾计算通讯逻辑的仿真 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 站外监测网络的节点能量供给与部署 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 电力系统站外小型节点供能 |
| 3.2.1 直接供能的优势与劣势 |
| 3.2.2 大容量光伏电池供能优势与劣势 |
| 3.2.3 针对小型节点的太阳能量采集方案 |
| 3.2.4 针对小型节点的机械能量采集方案 |
| 3.2.5 针对小型节点的热能采集方案 |
| 3.2.6 针对小型节点的流体能量采集方案 |
| 3.2.7 针对小型节点的声波采集方案 |
| 3.2.8 针对小型节点的磁场能量采集方案 |
| 3.2.9 雾计算架构中的节点能量供给 |
| 3.3 RFID传感标签的能量供给 |
| 3.3.1 RFID传感网络的能量需求与部署需求 |
| 3.3.2 RFID传感标签的能量供给与负载消耗 |
| 3.3.3 电力网络中RFID传感标签的能量来源 |
| 3.3.4 输电线路上RFID传感标签供能方案 |
| 3.4 仿真与结果 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于雾计算的无线监测网络运行能耗管理 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于电池供电的无线监测网络 |
| 4.2.1 基于电池供电的无线监测网络 |
| 4.2.2 基于LPWA的环境监测系统 |
| 4.2.3 网络能耗管理流程 |
| 4.2.4 算法需求 |
| 4.3 基于代理模型的LPWA监测网络能耗管理 |
| 4.3.1 泛克里金模型与盲克里金模型 |
| 4.3.2 基于盲克里金近似代理模型的监测网络能耗管理 |
| 4.4 仿真测试 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 基于雾计算与电力系统监测网络的短路故障诊断 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 应用于短路故障诊断的雾计算架构与流程 |
| 5.3 雾知识传输等待时间估计 |
| 5.4 IED中基于实时知识的雾拓扑矩阵 |
| 5.5 FTM参数设定 |
| 5.5.1 不同保护距离的距离继电器的关联系数 |
| 5.5.2 变压器继电器相关系数 |
| 5.6 故障诊断矩阵 |
| 5.6.1 快速诊断策略 |
| 5.6.2 高精度诊断策略 |
| 5.7 阈值的设置与计算 |
| 5.7.1 快速诊断的阈值设定 |
| 5.7.2 高精度诊断的阈值设定 |
| 5.8 仿真与测试 |
| 5.8.1 诊断精度与鲁棒性测试 |
| 5.8.2 效率测试 |
| 5.9 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 博士期间发表的科研成果目录 |
| 1)参加的学术交流与科研项目 |
| 2)发表的学术论文(含专利和软件着作权) |
四、容错技术、误差校验、故障诊断、计算机安全（论文参考文献）
- [1]基于冗余容错线控转向执行模块控制器研究[D]. 夏深远. 重庆理工大学, 2021(02)
- [2]航天器姿态确定系统的故障诊断方法研究[D]. 李利亮. 哈尔滨工业大学, 2020(02)
- [3]面向调度应急处置的输配电网故障诊断关键技术研究[D]. 徐彪. 华中科技大学, 2020(01)
- [4]民机电传飞控系统舵面丧失控制与舵面振荡的抑制方法研究[D]. 薛瀛. 上海交通大学, 2020(02)
- [5]基于数据采集单元的故障注入系统设计与实现[D]. 刘静德. 华中科技大学, 2020(01)
- [6]乘除组件故障诊断分析系统的设计与实现[D]. 罗宸湖. 武汉理工大学, 2020(09)
- [7]纯电动汽车故障诊断与控制研究[D]. 郑润. 合肥工业大学, 2020(02)
- [8]基于解析模型的飞控系统故障诊断技术研究[D]. 谈娟. 南京航空航天大学, 2020(07)
- [9]三余度飞行控制计算机容错技术研究[D]. 路红飞. 南京航空航天大学, 2020(07)
- [10]基于雾计算的电力系统监测网络关键技术与应用[D]. 童晋. 合肥工业大学, 2020(01)