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(chǎng)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?；诹Ｗ訛V波的故障診斷方法為解決此類(lèi)問(wèn)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(wèn)題，本文通過(guò)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(guò)優(yōu)化重采樣過(guò)程，并建立合適采樣建議分布

2、，來(lái)解決此問(wèn)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(guò)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(guò)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(wú)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(wú)跡粒子濾波算法相結(jié)合的改進(jìn)粒子濾波算法。通過(guò)對(duì)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(guò)采集很少的粒子來(lái)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(duì)基于微分進(jìn)化的改進(jìn)粒子濾波算法在故障