基于粒子濾波的故障診斷方法的研究.pdf

1、故障診斷因其具有降低生產(chǎn)成本、保障生產(chǎn)安全的實(shí)用價(jià)值，在許多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，然而在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)生活當(dāng)中，系統(tǒng)設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，多為非線性系統(tǒng)，現(xiàn)場存在大量嚴(yán)重噪聲干擾，這為故障診斷的實(shí)施造成了很大障礙。基于粒子濾波的故障診斷方法為解決此類問題提供了一種有效的途徑。傳統(tǒng)粒子濾波算法主要存在粒子退化現(xiàn)象以及粒子多樣性匱乏現(xiàn)象問題，本文通過分析多種改進(jìn)粒子濾波算法，重點(diǎn)介紹了基于微分進(jìn)化的改進(jìn)粒子濾波算法，通過優(yōu)化重采樣過程，并建立合適采樣建議分布

2、，來解決此問題。并將其應(yīng)用于故障診斷當(dāng)中，以提高故障診斷的性能。通過模擬仿真結(jié)果證明，基于微分進(jìn)化的改進(jìn)粒子濾波算法應(yīng)用于故障診斷中，可以通過采集較少的粒子獲得故障診斷結(jié)果，且具有更高的準(zhǔn)確性。
　　本論文的主要貢獻(xiàn)如下:
　　(1)首先，介紹粒子濾波的原理、意義和發(fā)展現(xiàn)狀。重點(diǎn)介紹粒子濾波算法的起源以及粒子算法的三種經(jīng)典改進(jìn)算法---重要性重采樣算法，正則粒子濾波算法和無跡粒子濾波算法，并分析研究算法程序的實(shí)現(xiàn)。
　

3、　(2)其次，介紹微分進(jìn)化思想，并在此基礎(chǔ)上介紹了基于微分進(jìn)化算法與無跡粒子濾波算法相結(jié)合的改進(jìn)粒子濾波算法。通過對四種粒子濾波算法進(jìn)行仿真，結(jié)果證明基于微分進(jìn)化的改進(jìn)粒子濾波算法相比其他算法具有更小估計(jì)偏差，且可以實(shí)現(xiàn)通過采集很少的粒子來進(jìn)行準(zhǔn)確的系統(tǒng)狀態(tài)預(yù)估。
　　(3)最后，研究粒子濾波算法在故障診斷領(lǐng)域的應(yīng)用方法，重點(diǎn)介紹了基于似然函數(shù)的改進(jìn)故障診斷方法，可以用于判斷故障發(fā)生的模式，并對基于微分進(jìn)化的改進(jìn)粒子濾波算法在故障