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电梯故障诊断系统的构架设计和算法研究

作　者: 马永芳
导　师: 凌志浩
学　校: 华东理工大学
专　业: 控制科学与工程
关键词: 电梯嵌入式控制器故障诊断 LSSVM
分类号: TU857
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

目前,随着经济建设的不断发展,城市中的电梯需求量越来越大,电梯发生的故障也不少见,轻则造成财产上的损失,重则可能出现人员伤亡事故,电梯的故障诊断变得尤为重要。然而,当前的电梯故障诊断方法主要还是依靠技术人员的感觉和经验,无法保证其故障诊断的快速性和精确性。针对这一现状,本文开展了相关电梯故障诊断系统的研究,旨在电梯故障发生时能及时诊断出故障,并采取相应措施以排除故障。在综合分析电梯控制系统可能出现的故障集,运用故障诊断理论和技术,提出和设计了电梯故障诊断系统的架构,有机将电梯故障诊断分为PC机端和嵌入式控制器端两个部分,由PC机端生成针对电梯故障诊断的实例代码,通过编译下载到电梯嵌入式控制器中,以供推理机进行推理诊断,并把诊断结果返回到PC机端,供技术人员和用户参考。提出和采用了基于最小二乘支持向量机的故障诊断系统,探讨了适合于电梯故障诊断的方法,讨论了电梯嵌入式控制器中的推理机制,并经过对实际模拟对象的测试和试用,验证了架构的有效性、正确性和诊断算法的可行性、适用性。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-18
  1.1 课题研究背景及其意义  10
  1.2 嵌入式系统  10-13
    1.2.1 嵌入式系统及其组成  10-12
    1.2.2 嵌入式系统在电梯中的应用  12-13
  1.3 电梯系统  13-15
    1.3.1 电梯系统组成  13
    1.3.2 电梯控制器系统  13-14
    1.3.3 电梯系统中的故障诊断  14-15
  1.4 电梯故障诊断的现状与发展  15-16
  1.5 本文研究的主要内容  16-18
第2章故障诊断理论与方法  18-32
  2.1 故障诊断  18
  2.2 故障诊断技术的发展  18-20
  2.3 基于数学模型的故障诊断  20-21
    2.3.1 参数估计诊断  20
    2.3.2 等价空间法  20
    2.3.3 状态估计法  20-21
  2.4 基于信号的故障诊断  21-22
    2.4.1 主元分析法  21
    2.4.2 小波变换方法  21-22
  2.5 基于知识的故障诊断  22-30
    2.5.1 专家系统故障诊断  22-24
    2.5.2 模糊故障诊断方法  24-25
    2.5.3 神经网络故障诊断方法  25-27
    2.5.4 基于支持向量机的故障诊断  27-30
  2.6 故障诊断方法的比较与选择  30-31
  2.7 本章小结  31-32
第3章电梯故障诊断系统构架设计  32-48
  3.1 电梯故障诊断系统的需求分析  32
  3.2 电梯故障诊断系统的总体架构  32-33
  3.3 电梯故障诊断系统设计细节  33-39
    3.3.1 电梯故障诊断系统的信息生成  33-38
    3.3.2 电梯故障诊断系统的推理机  38-39
  3.4 电梯故障诊断系统的代码生成  39-41
    3.4.1 电梯故障诊断系统描述器  39-40
    3.4.2 电梯故障诊断系统代码生成器  40-41
  3.5 PC机端与控制器端的通信  41-42
  3.6 操作系统的移植  42-47
    3.6.1 电梯控制器中的微处理器  42-43
    3.6.2 嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ介绍  43-44
    3.6.3 μC/OS-Ⅱ的移植条件  44
    3.6.4 μC/OS-Ⅱ在ARM中的具体移植  44-47
  3.7 本章小结  47-48
第4章电梯故障诊断算法的研究与应用  48-60
  4.1 电梯故障数据类型  48
  4.2 电梯故障各数据类型诊断算法  48-53
    4.2.1 数字量和脉冲量的诊断算法  48-49
    4.2.2 模拟量的诊断算法  49
    4.2.3 时序量的诊断算法  49-50
    4.2.4 多维量的诊断算法  50-52
    4.2.5 其它故障诊断算法  52-53
  4.3 最小支持向量机故障诊断方法研究  53-57
    4.3.1 最小二乘支持向量机的数学原理  53-54
    4.3.2 LSSVM若干问题研究  54-56
    4.3.3 LSSVM故障诊断模型具体步骤  56-57
  4.4 最小二乘支持向量机故障诊断应用  57-60
    4.4.1 LSSVM与专家系统  57
    4.4.2 基于LSSVM的故障诊断专家系统  57-58
    4.4.3 基于LSSVM电梯故障诊断专家系统的应用  58-59
    4.4.4 本章小结  59-60
第5章总结与展望  60-62
  5.1 全文总结  60
  5.2 研究展望  60-62
参考文献  62-66
致谢  66-67
在读期间参加的科研工作及发表的学术论文  67

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