长时延网络化控制系统鲁棒故障诊断
控制器故障诊断
FANUC-Robot控制器故障诊断 错误分类概述 * 错误分类的目的是为了更容易地进行故障诊断。 * 每一次故障诊断前都要进行错误分类。 * 识别错误以及症状的类别，要先于故障诊断。 * 每一类错误在机器人操作中都同等严重。 * 错误类型分为： ?第一类错误 ?第二类错误 ?第三类错误 ?第四类错误 第一类错误慨述 * 症状 ?控制器死机 ?示教盒屏幕空白 * 潜在的原因 ?控制器AC 电源存在问题 ?断开器的问题 ?变压器的问题 ?控制器DC 电源线路的问题 ?电缆线问题 ?示教盒/缆线问题 ?电源供给单元损坏 ?电源供给单元保险丝熔断 ?开/关电路的问题 ?面板电路板保险丝 第二类错误概述 * 症状 ?示教盒锁死，没反应 * 潜在的原因 ?软件故障 ?主板的问题 @ CPU 模块，连同DRAM
@ FROM/SRAM 模块 ?示教盒/缆线/ISB 单元的问题 ?PSU 或者底板（激活信号）的问题 ?辅助轴控制卡的问题 第三类错误概述 * 症状 ?错误指示灯亮 ? KM1和KM2 关闭，因此伺服没有电源 ?屏幕上显示诊断信息 * 潜在的原因 ?伺服放大器的问题 ?马达/SPC 的问题 ?编码器/制动模块的问题 ?紧急停止线路的问题 ?紧急停止线路板的问题 ?紧急停止单元，连带KM1 和KM2 的问题 ?面板电路板的问题 ?缆线问题 第四类错误概述 * 症状 ?机器人只能在手动模式下工作 ?能够从示教盒运行程序 * 可能的原因 ?通讯或输入/输出的问题 @ 与PLC 之间没有通信 @ 行程开关等损坏 ?不正确的当地/远程开关设置，软件控制的。六控制器维修 1 无法开机
电气控制系统故障分析诊断及维修技巧
电气控制系统故障分析诊断及维修技巧 发表时间：2016-11-07T14:10:38.820Z 来源：《电力设备》2016年第16期作者：刘庚 [导读] 所以我们必须加大电气控制系统故障分析和维护力度，以此使其使用更加安全，运行更加可靠，进而提高控制效果与水平。 （福建晋江天然气发电有限公司福建省晋江市 362251） 摘要：随着科学技术的不断发展，各种自动控制设备也随着不断的发展和完善，这些设备离不开最基本的电气控制线路，也逐渐的被人们所熟悉掌握。和发达国家相比，我国对电气控制线路控制技术的研究较晚，发展速度也比较慢。近年来通过引进、吸收、消化，明显的提高了电气控制线路技术发展速度。由于电气的控制系统线路较多，线路发生的故障点比较隐蔽，所以影响了电气控制线路的稳定发展。文章分析了电气控制系统的常见故障及其危害，探讨了电气控制系统故障分析诊断及维修技巧。 关键词：电气控制系统；故障诊断；维修技巧 引言 众所周知，电气控制系统在确保电气设备有序运行、高效工作中发挥了不容忽视的重要作用，这一点不可否认，然而在具体应用中，电气控制系统不可避免的会出现各类故障，从而对系统自身、相关设备以及非故障设备构成威胁。所以我们必须加大电气控制系统故障分析和维护力度，以此使其使用更加安全，运行更加可靠，进而提高控制效果与水平。 一、电气控制系统常见故障及其危害 1、电气控制系统常见故障分析 有一些典型的电气控制系统故障可以为我们带来启示，从中获取故障检修经验，避免系统因故障更产生严重后果。引发电气控制系统故障的原因有许多，绝大多数体现在设计上的错误，以及设备安装质量低、设备自身缺陷等，常见的几种系统故障为：（1）过负载。过负载故障体现为电气控制系统中的电机电流超过了额定电流，引发电机过负载故障诱因有很多，例如负载、电压骤然大幅度增高、电机缺相运行等。（2）形式不同的短路。短路故障包括两相短路、三相短路、一相接地短路以及电机或变压器一相绕组中的匝间短路等。（3）过电流。过电流指的是电器元件或电动机超过了限定电流的运行状态，通常比短路电流要小，很少超过6In，过电流故障的原因多来源于错误的起动及负载转矩过高等。（4）电源缺相。交流异步电动机在常规工作当中，因为三相电源包含的一相熔断器熔断所引发的电动机缺相运行。 2、故障的危害 想要真正了解电气控制系统故障，其发生后的危害也有必要了解。（1）电气控制系统在正常运行中，绝缘破损或者接线错误及负载短路后，短路时形成瞬时故障电流可激增到额定电流的数十倍以上，使配电线路或电气设备因过流所生成的电动力而遭到损毁，甚至造成火灾。（2）电流过大不仅会中止电器控制系统，还可能让电气设备遭到损坏，进而引起电动机转矩过大，让机械转动部件破损。（3）交流异步电动机在缺相电源低速运行或堵转时，其产生的定子电流十分强劲，遇到故障会让电动机绕组烧毁。（4）电气控制系统发生故障还可能导致电网电压降低，直接波及到其他设备或用户，让正常工作与生产遭到破坏，严重时会使配电系统彻底瘫痪。 二、电气控制系统故障诊断分析性 1、调查研究法 对电气控制线路的故障诊断调查研究法可以让故障检测人员有效而且快速的对故障性质、范围以及类型进行判断掌握，使工作人员可以迅速的做出故障准确诊断，把在检修诊断过程中的盲目性降低。调查研究法的主要方式是：第一点是问，故障诊断人员向操作电气设备的人员询问在故障发生之前、发生中和发生后的电气线路状况，问的内容应该是在电气控制线路发生事故前有没有冒烟、冒火、有无响声、发生频率、在事故发生之前有没有停机、过载或者高频率启动现象，有没有更换过原件、是否私下维修等等问题，从这些问题中可以知道，调查研究法的最主要的判断故障方式就是问，通过问就可以大致的判断出故障发生的部位以及发生故障原因等。第二点是望，望就是要对发生故障的设备部位进行观察，看的主要部分就电气设备的外观，看电气设备是否有可能会有故障发生的预兆，比如短路、接地、线路松动、断线等状况。第三点是闻，电气线路中如果出现烧坏等现象，维修人员就可以通过闻的方式进行判断，从而准确的判断线路故障发生的性质和部位。第四点是摸，在摸的时候，必须要保证电流已经切断，触摸线路是否发热，确定该条线路是否在正常运营。 2.2原理图、逻辑分析法 运用逻辑分析法的根据是控制线路中工作原理的关系和环节，并且根据线路故障的现象进行具体的分析，把检查的范围迅速缩小，从而确定故障的发生部位。运用逻辑分析法的主要前提是要根据系统电路原理图分析，准确判断故障所在的位置，使用逻辑分析法的目的是比较快捷方便，因此逻辑分析法比较适用于有复杂线路的故障检查中。由于复杂的线路中经常会有许多电气零件以及接线，如果检查维修人员逐一检查，不仅工作量大、时间长，且容易出现差错。 检查维修人员在使用逻辑分析法进行线路检查时，应该按照相应管理图纸对线路故障进行具体分析，准确的找到故障所在的位置。逻辑分析法可以帮助维修人员快速的把复杂问题进行分析，把一些比较专业复杂的问题变得简单化，避免检查人员莽撞的检查，使尽快的排除故障。 2.3实验法 实验法就是需要对电气控制线路进一步检查时，或是使用常规检查无法判断故障的时候，可以对电气控制线路的故障进行通电实验检查。但是实验法使用前提是不能把电气设备和机械设备损坏，不能把事故的范围进行扩大化。 在进行实验之前，应该尽量的把传动机与电动机分开，调节器里的相关开关在零位，把开关还原的最初的位置。如果传动机和电动机无法彻底分开，可以把主线路切断，根据检查中的实际需要把其它部位的线路也切除掉，把检查的范围进一步的缩小，同时也是为了避免故障进一步的扩大，避免意外情况的发生。如果要把电气设备打开，应该在操作设备的人员的配合下打开。 三、电气控制系统故障维修技巧探讨 1、通过有效充分利用排查的方式进行维修 利用排查法进行维修是最基本的方法，它的主要内容涉及故障代码的研究和分析、系统的自排查过程、万能表排查和短路排查四种方法。由于上述已经涉及相关内容的探讨，在这里不再多加赘述。
控制系统故障诊断技术
Harbin Institute of Technology 控制系统故障诊断技术 课程报告 专业：控制科学与工程 学号：15S004001 姓名： 日期：2016.4.12 控制系统故障诊断技术(FDD)，在核心上属于模式识别范畴，通过冗余控制及自诊断等
思想处理系统故障，提高系统性能与可靠性。主要环节内容包括特征提取(如量值描述、模糊描述、模型与数据结合描述等)，故障分离估计及评价决策。其中系统的表征包括输入输出状态，参数特征，逻辑经验，通过状态观测可以判定失效的观测器。 控制系统故障诊断主要思想在于特征分析，包括信号处理，通过控制领域方法，进行诊断与容错处理。本质上，是控制学科的一门下属学科，建立的体系要基于控制系统理论基础，系统四个部分分别是：被控对象、控制器、执行器、传感器。重点在于传感器的故障诊断。 故障诊断本身又可以分为故障检测，只判断有无故障；与故障分离，即可以定位具体故障。 诊断方法类型包括基于数学模型及基于专家(模糊)知识两种。体现在发展历程上，即2000年以前诊断方法主要是阈值方法，而2000年之后才逐渐引入智能化。 这一技术的目的包括提高系统鲁棒性，这种鲁棒性，并非简单的对参数变化具有的不敏感性，还包括系统自身对结构变化的自适应性；此外，另一个目的是容错性，即再系统局部发生故障时，可以有冗余部件替换掉有问题部件。 控制系统容错技术在方法上，包括 1、并行冗余，主要处理控制器故障，包括串并联结构，冷热备份等等； 2、鲁棒控制，需要考虑系统局部关系的完整性设计，具有多模型自适应能力； 3、系统重构，指的是余度系统故障时，使系统转入新工作结构而采用的余度管理措施，称为重构。系统重构技术充分利用系统的信号和资源，可以使系统获得更高的可靠性和生存性。在系统发生故障时可以迅速反应，重新构建控制器，通常采用FPGA实现，达到不同阶段完成不同功能。 4、人工智能，是近来发展迅速的智能化方法，包括神经网络、模糊专家控制等。 如上图为神经网络控制器的示意图。作为一种黑箱结构，神经网络的优势在于只要有一层隐含层就可以做到任意的非线性拟合。 控制系统故障诊断实现途径包括：提高元部件可靠性及整体可靠性设计，如冗余设计、简化设计等。故障诊断的观测器通常采用基于李雅普诺夫原理的自适应观测器与奉献观测器的结合。通过可观自由度、传感器数量对故障定位，通过解耦控制器，容错控制，使血糖具有冗余能力。在实际应用中观测器速度一定大于控制器，及观测器极点相比于控制器一定更远。当系统干扰较大时，可将观测器换成卡尔曼滤波器。闭环故障诊断的难点在于故障可能由于闭环本身产生。 以上内容完全来自课堂笔记与个人观点，下面是我查阅到的控制系统故障诊断的一些基本内容： 容错控制是 20 世纪末期发展起来的一种提高控制系统可靠性的技术 . 容错控制系统设计主要包括 故障诊断和容错控制系统的设计, 这两个方面现都成为控制理论领域的研究热点. 控制系统是由被控对象、控制器、传感器和执行器组成的复杂系统, 其各个基本环节
长时延丢包网络控制系统的分析与建模
长时延丢包网络控制系统的分析与建模 江卷，朱其新 华东交通大学电气学院，南昌（330013） E-mail：broading@https://www.360docs.net/doc/f69386388.html, 摘要：本文分析了网络控制系统中的主要问题，在传感器为时间驱动，控制器和执行器为事件驱动的前提下，提出了在综合考虑网络诱导时延、时序错乱和数据包丢失时网络控制系统的建模方法，并得出了网络控制系统模型。 关键词：网络控制系统；长时延；数据包丢失；建模 1.引言 网络控制系统（networked control systems,简记为NCS）是指通过网络形成闭环的反馈控制系统，是控制科学和飞速发展的计算机网络、以及通讯技术相结合的产物。NCS与传统的点对点结构的系统相比，减少了复杂的物理连接、可以实现资源共享、实现远程操作与控制、具有高的诊断能力、安装与维护简便、能有效减少系统的重量和体积、增加了系统的灵活性和可靠性等诸多优点。正因为这些优点使得网络控制系统得到广泛的应用，网络控制问题也得到了国际控制科学界和计算机科学界的广泛关注。 网络控制系统由传感器、控制器和执行器三部分组成。传感器和控制器以及控制器和执行器之间是通过网络进行数据传输的。网络控制系统（NCS）的结构如图1所示。 图1 网络控制系统结构示意图 由于网络加入控制系统中，给控制系统带来优点的同时，也给控制系统的研究带来了新的机遇和挑战。在网络中由于不可避免地存在网络阻塞和连接中断，这又会导致网络数据包的时序错乱和数据包的丢失。NCS中的网络诱导时延会降低系统性能甚至引起系统不稳定，现在时延系统的分析和建模近年来已取得很大发展。文献【1, 2】提出了通过在系统的数据接收端设置一定长度的缓冲区的方法将ICCS的随机时延转化成一确定性时延，从而将一随机时变的系统转换成一确定性系统，并基于该确定性模型设计了ICCS的多步时延补偿器，并检验了系统模型中含有不确定参数时该补偿算法的鲁棒性。文献【3】出了一种多输入多输出ICCS的时延补偿算法，并将使用下一步预测的标准环路传递再生方法推广到多步预测的情况。由于NCS的确定性控制方法人为地扩大了网络诱导时延，从而降低了系统的性能因此很多学者研究了NCS的随机控制方法。文献【4】分析了ICCS的网络诱导时延，在时延分析中考虑了信号丢失(message rejection)和无效采样(vacant sampling)，并基于控制器的离
远程控制与故障诊断系统
远程控制与故障诊断系统
含丰富的故障信息，如何找到这种故障的特性描述，并利用它进行故障检测，分离就是故障诊断的任务。智能化的故障检测诊断，能综合运用自控系统可靠性分析技术、故障检测诊断技术和人工智能知识推理判断的技术去解决原来只有少数专家在拥有较为完善的信息的前提下才能解决的故障检测诊断工作。 集控远程故障诊断与控制系统可以实现自动控制系统的智能故障自诊断、远程处理以及自恢复功能、实现全公司自动化信息互通互联和资源共享功能，构造公司生产经营管理的神经中枢，为实现“数字化管理”奠定坚实的基础。（一）系统组成 1、前端（设备端） 如图1所示，前端的各类设备，通过相应数据采集设备（如PLC）的接口与工业级4G路由器的对应接口进行连接，通过在路由器中将分配给PLC的IP做好相应端口映射配置后，PLC设备就被推送到了公网上。 2、中心端（厂商、供应商的监控服务中心） 如图1所示，当工业级4G路由器与中心端成功建立连接后，处于中心端的维护人员，即可随时登录每台故障设备进行诊断与维护操作。 （二）系统连网方式 1、普通直连方式； 2、VPN连网方式（a）； 3、VPDN连网方式(b)； 四、经济效益及社会效益： 1．采用集控远程故障诊断与控制系统，减少我公司现场设备服务维护人员20人，降低生产维护成本，提高劳动效率，节省了紧急情况下的故障处理时间，提高用户生产管理的安全稳定性。不但满足了用户的要求，而且巩固和开拓了产品市场。 2、该系统对于非煤市场的可持续发展和增加社会和经济效益有着重要意义。该远程故障诊断与远程监控系统可延伸至整个矿区管理层次，使用方便、覆盖面大、应用范围广，系统扩展性好、可靠性高，安全性能可靠。 3、软件能及时准确地把握客户整个公司的生产运行状况，成功捕获故障隐患，实时分析、诊断，利于迅速做出维修计划。对迅速提高公司整体维护水平、降低故障率、保障生产线的顺行具有极为重要的战略意义和极高的实际应用价值，
网络控制系统时延研究综述
网络控制系统时延研究综述 胡晓娅，朱德森，汪秉文 （华中科技大学控制科学与工程系，武汉430074） 摘要：网络控制系统中由于通讯网络的引入而导致的网络时延在不同程度上降低了系统的控制性能，甚至会造成系统的不稳定。本文就网络控制系统所带来的时延问题进行了详细地分析；根据两种闭环网络控制系统时延模型，对目前关于时延问题的常用分析与研究方法进行了论述和总结。在此基础上，进一步分析了闭环网络控制系统设计中针对时延问题尚待解决的问题以及一些新的研究方向。 关键词：网络控制系统随机时延控制策略调度算法 1 引言 随着计算机网络的广泛使用和网络技术的不断发展，控制系统的结构正在发生变化。使用专用或公用计算机网络代替传统控制系统中的点对点结构，实现传感器、控制器和执行器等系统组件之间的控制信息可以相互传递的系统，不仅在部件散布在大范围区域的广域分布式系统(如大型工业过程控制系统)中，甚至在集中的小型局域系统中(如航天器、舰船以及新型高性能汽车等)都正在或者将要得到使用。在这样的控制系统中，检测、控制、协调和指令等各种信号均可通过公用数据网络进行传输，而估计、控制和诊断等功能也可以在不同的网络节点中分布执行。通过网络形成闭环的反馈控制系统称为网络控制系统(Networked Control Systems，简记为ＮＣＳ)。ＮＣＳ与传统的点对点结构的系统相比，具有可以实现资源共享、远程操作与控制、较高的诊断能力、安装与维护简便、能有效减少系统的重量和体积、增加系统的灵活性和可靠性等诸多优点[１-3]。另外，使用无线网络技术还可以实现用大量广泛散布的廉价传感器与远距离的控制器、执行器构成某些特殊用途的ＮＣＳ，这是传统的点对点结构的控制系统所无法实现的。 但是ＮＣＳ在通过共享网络资源给控制系统带来各种优点的同时，也给系统和控制理论的研究带来了新的机遇和挑战。例如，由于信道竞争、物理信号编码和通信协议处理等带来的额外开销，在控制器、执行器和传感器之间不可避免地引入了不同类型的时延，这些时延统称为网络时延。根据所采用的网络协议和设备的不同，这类时延可能是确定的、有界的或随机的，它们在不同程度上降低了系统的控制性能，甚至造成系统的不稳定。尤其当网络上存在多个控制回路时，网络时延会使各回路之间产生耦合，从而使网络控制系统的分析和设计更加复杂[4，5]。因此，网络通信带来的端到端的时延是研究NCS的关键因素，既要减小时延降低其不确定性，又要克服时延对控制系统的不利影响。 本课题得到高等学校博士学科点专项科研基金资助（20020487023） - 1 -
远程控制与故障诊断系统
一、装车站系统一般都放置在广阔的偏远矿区运行。大部分装车站系统都有自 身的就地数据监事和监控系统，用来显示当前装车的实时工作状态数据， 以及最新数据查询。但是作为矿区管理者来说，读取装车系统的工作数据，了解最新的装车站的工作状态是很不方便的，也是很不现实的。在这种情况下，我们提出研制装车站远程故障诊断与控制系统的问题。近几年来， 随着自动化功能的完善改进，其系统整体功能的增强势在必行。装车站远程故障诊断与控制系统不仅能够实时查看当前装车站的实时工作数据，而且还能进行历史查询。监控系统实时检测报警和运行情况，这样能够及时处理报警故障，更好的维护装车系统高效安全可靠的运作，增加系统使用寿命。目前市场上产品的监控大部分还是以现场监控为主，远程无线网络监控应用才刚刚起步发展。远程无线网络监控系统是利用现有的网络通信 技术将终端数据传输到远程的上位机监控系统。现场监控设备将采集的数 据发送到无线网络中，无线网络根据网络通信协议将指定发送的数据发送 到监控中心接收端服务器。随着（）和物联网时代的到来，的发展为各行 各业带来了全新的理念，把远程控制的概念提高到了一个新的层次，已经把生产企业、科研机构、设备供应商三者更加紧密地结合在一起。软件集成的友好人机交互界面，远程基于的监控界面对整个系统的运行情况实时 的显示出来，用户可以在任何一台电脑上登录指定的网址，监控装车站的运行情况。因此客户可查询指定时间范围内的运行参数信息。集控远程故障诊断与控制系统的研究，使公司通过为用户企业提供远程咨询、诊断和维修，培训企业的员工，实现“移动的是数据而不是人”，从而节约出差维 护成本，并提高了维修服务质量以及客户满意度。二、主要创新点：
姿态控制系统
第一章航天器控制的基本概念1.轨道控制 a.轨道确定(导航) 研究如何确定航天器的位置和速度b. 轨道控制(制导) 根据位置、速度、飞行最终目标，对质心施以控制力，以改变运动轨迹的技术轨道机动、轨道保持轨道交会、再入返回控制2.姿态控制a.姿态确定研究航天器相对于某个基准的确定姿态方法；可以是惯性基准或其他基准，如地球；采用姿态敏感器和相应的数据处理方法；确定精度取决于数据处理方法和敏感器精度。b. 姿态控制在规定或预定方向(参考方向)上定向的过程；姿态稳定是指使姿态保持在指定方向；姿态机动是指航天器从一个姿态过渡到另一个姿态的再定向过程。3.姿态稳定 a.特点长期而持续的所需控制力矩较小b.种类定向粗对准精对准4. 姿态机动a.特点短暂过程所需控制力矩较大b.种类再定向捕获跟踪和搜索4. 姿态控制与轨道控制的关系为实现轨道控制，航天器姿态必须符合要求；在某些具体情况或某些飞行过程中，可把姿态控制和轨道控制分开考虑；某些应用任务对航天器轨道没有严格要求，而对航天器姿态确有要求；例如：空间环境探测卫星绕地球的运行往往不需要轨道控制，卫星在开普勒轨道上运行就能满足对环境探测的要求。5.姿态控制系统分类 a.根据姿态稳定方式三轴稳定.保持航天器本体三条正交轴线在某一参考空间的方向自旋稳定.绕自旋轴旋转，依靠旋转动量矩在惯性空间的指向b.根据力来源被动控制.不需消耗星上能源，如重力梯度力矩、磁力矩等主动控制.星上自主控制、星－地大回路控制，消耗电能和工质6.姿态控制系统的设计要求可靠性控制性能a.动量、稳定性b.稳态精度c.动态响应控制系统质量和能源需求附带要求a.经济性b.坚固性c.生产可能性7.姿态控制系统设计任务a.了解任务参数任务类型、质量、结构、轨道几何参数、任务寿命、精度、机动要求b.推导出控制系统质量和能源需求可靠性及寿命动量要求力矩要求：大小、频率、杠臂限制动态响应精度 能源要求c.具体设计 第二章姿态运动学与动力学1.方向余弦阵的性质及特点方向余弦阵只有三个独立参数方向余弦阵是正交矩阵AA T=E方向余弦阵的行列式为1|A|=1方向余弦阵可作为坐标变换矩阵V a=A Vb相继姿态运动的方向余弦阵具有中间脚标的吸收性质。缺点：不直观，缺乏明显的几何图象概念，使用不方便2.用EulerEuler轴/角描述姿态的理论依据Euler定理：刚体绕固定点的任一位移，可由绕通过此点的某一轴转过一个角度得到。姿态描述可用转轴e和绕此轴的转角φ来描述两个坐标系间的相对姿态。Euler轴/角的形式及特点形式转轴e在参考坐标系中的三个方向余弦(ex, ey, ez)转角φ优点具有明确的几何意义，直观，易于理解；是四元素、Rodrigues参数等其它姿态描述方法的基础。缺点仍具有一个约束条件，不是姿态描述的最小实现；与姿态之间不是一一对应的。常用Euler角3-1-3 ψ, θ, ?自旋卫星绕oZ轴旋转, Rz(ψ)绕oX'轴旋转, Rx(θ)绕oZ"轴旋转Rz(?)3-1-2 ψ, ?, θ三轴稳定卫星绕oZ轴旋转, Rz(ψ)绕oX'轴旋转, Rx(?)绕oY"轴旋转,Ry(θ) 在轨道坐标系内ψ为偏航角?为滚动角θ为俯仰角。3. Euler角的特点优点几何意义直观、明显小角度线性化方便在某些情况下，可直接测量缺点包含三角函数，计算效率低运动学方程有奇点4. 四元数特点与方向余弦阵相比，四元素只包含4个变量和1个约束与Euler轴/角相比，四元素姿态矩阵不含三角函数四元素可看作姿态机动参数。缺点：四元数仍存在一个约束条件，不是姿态描述的最小实现。5.Rodrigues参数的优缺点优点姿态描述的最小实现；简单、直观，计算效率高；由其描述的运动学方程结构简洁，无多余约束。缺点当φ→±180°时，x→±∞，不能有效描述姿态；当φ远小于180°时，才能有效描述姿态。6.重力梯度力矩的性质重力梯度力矩与主惯量差成正比重力梯度力矩与轨道角速度的平方成反比重力梯度力矩与姿态偏差角(小角度假设下)成正比当Izz< 飞行控制系统常见故障研究与分析 发表时间：2018-07-18T16:11:33.690Z 来源：《科技中国》2018年1期作者：杨恒[导读] 摘要：飞行控制系统能控制直升机的飞行姿态，能控制飞机飞行方向和实现自动区域导航、自动悬停、地速、垂直速度保持及巡航无线电高度保持等功能，是直升机上重要的航电系统。本文通过研究飞行控制系统的常见故障和处理方法，提高现场排故效率。 摘要：飞行控制系统能控制直升机的飞行姿态，能控制飞机飞行方向和实现自动区域导航、自动悬停、地速、垂直速度保持及巡航无线电高度保持等功能，是直升机上重要的航电系统。本文通过研究飞行控制系统的常见故障和处理方法，提高现场排故效率。 关键词：飞行控制系统、飞控计算机、故障 1 引言 飞行控制系统由飞控计算机、飞控操纵台、飞控放大器、速率陀螺组、并联舵机等14件成品组成，计算机是飞控系统的核心部件，计算机内部接线复杂，和飞控产品交联多，同时也和外部的组合导航、综显系统相交联，导致飞控系统故障处理起来复杂，研究飞控系统常见的几种故障和处理方法，能保障外场及时的解决故障，提高工作效率。 2 飞行控制系统的简介 飞行控制系统通过与组合导航系统、备份航姿系统、无线电高度表、综显系统、大气数据系统等进行交联（见图1），完成飞控（姿态航向）保持、气压高度保持、无线电高度保持、协调转弯、预选航向保持、自动区域导航、空速保持、地速保持、自动悬停保持、最小高度保安和总距保安等功能，并能够进行地面自检测和飞行状态监控。 3飞行控制系统常见故障与处理 飞控系统故障通过飞控操纵台的数码管显示，可以通过操纵的翻页查看故障代码，飞控系统常见以下几种故障。 3.1 操纵台报“FCMF”故障 FCMF故障代码表示操纵台未收到计算机发送的ARINC429信号，它有两种情况报故： a、在上电自检测阶段，如果飞控操纵台在完成自身上电自检测后，紧接着连续15秒未接收到飞控计算机通过ARINC429总线发送的周期性数据，飞控操纵台自主显示“FCMF” b、在正常工作阶段和PBIT申报阶段，如果操纵台连续0.25秒（即10拍）未接收到飞控计算机通过ARINC429总线发送的周期性数据，操纵台自主显示“FCMF”。 对应处理方法： a、更换飞控计算机，检查故障是否消失，若消失，则飞控计算机故障。 b、按图2检查线路是否都导通，若不导通，则更换对应线路。 c、更换飞控操作台，检查故障是否消失，若消失，则飞控操作台故障。 基于电气控制系统故障分析诊断及维修探讨 发表时间：2018-06-04T11:16:28.467Z 来源：《电力设备》2018年第1期作者：冯立吕伟钊 [导读] 摘要：伴随现代科学技术的高速发展，电气自动化技术日益完善。 （国网宁夏电力有限公司检修公司宁夏银川 750001） 摘要：伴随现代科学技术的高速发展，电气自动化技术日益完善。它在社会生产中被广泛应用，是现代工业建设的基本条件，也是不可或缺的组成。而电气控制系统是电气自动化技术最核心的组成，其运行安全性和稳定性一直备受设计者和应用者的关注。因此，有必要对电气控制系统的常见故障及其分析诊断、维修的策略进行深入探讨。 关键词：电气控制系统；故障；诊断；维修 1 电气控制系统 电气控制系统普遍又被称为电气设备二次回路系统，对于不同的设备有不同的控制回路，同时对于高压电气设备、低压电气设备也存在明显的控制方式差异。对于电气设备的控制线路而言，在线路控制作用的充分发挥基础上，能够显著提升对设备运行稳定性和安全性的控制效果，同时可以提升相应生产活动当中的生产效率。 电气设备控制线路的工作主要是满足设备控制设计方案的具体需求，并确保相应的电气设备能够处于高效、稳定的工作状态，促使所控制的设备处于安全、高效、稳定的工作状况。结合当前我国电气设备控制线路的整体发展状况可以发现，这一些线路之下主要包含了大量的电子元件，在不同的电子元件相互配合的基础上，能够显著提高对系统运行中的电气设备控制有效性。除此之外，在自动回路、手动回路、信号回路等不同的回路方式之下，逐渐完善电气设备控制的作用以及功能，并且提升线路的控制实效性以及工作效率，同时在一定程度上完善电子设备的语境功能，提高电子设备自动化控制的系统构建在，在未来发展进程中，网络化、智能化、自动化的控制系统服务功能必然不断完善，同时也会极大程度的推动电气设备控制技术不断发展。 2电气设备控制故障分析 2.1线路电路的接触不良 这一类故障在电气控制系统的线路正常使用当中的发生频率最高，很容易导致控制指令的失效，同时电气设备无法正常使用等问题。例如，电源以及开关接触效果不好，导线之间的连接不合理等，这些都会显著提升电气控制系统短路以及而基础不良的发生概率。电源以及开关触电的故障发生主要是由于空气当中的氧气发生氧化作用而导致线路触电表面不清洁所致，最终导致线路在长期的应用过程中发生短路、断路、触电等危险现象，严重影响电气设备的使用效率和安全性。导线的连接不合理，也会导致导线失效、来接部位相应的零件松动等等，这一些故障往往不会形成严重的经济损失，但是会导致设备的使用遭受影响，需要技术人员及时的进行检查和排除故障。 2.2短路故障 短路故障也是电气设备控制线路当中最为常见的故障之一，在线路发生短路故障之后，往往会导致电气设备的部分结构零件出现大面积的烧毁情况，不仅会导致设备的服务能力遭受影响，还会极大程度的提升电气设备的使用成本，导致电气系统的生产效率严重下降。相关研究显示，电气控制系统在发生短路故障的情况下，主要原因如下：①线路的绝缘性能逐渐下降；②导线之间的连接不合理。电气控制系统在连接线路的绝缘性下降的情况下，往往会导致绝缘材料出现质量缺陷或者是因为某一些客观因素而导致其遭受影响，最终发生控制线路的短路故障。 2.3电源缺相 在交流异步电动机的使用过程中，因为三相电源所包含的一相熔断器熔断往往会导致电源缺相的故障。在交流异步电动机发生缺相故障之后，电流会显著高于额定值，并且在发生故障之后，海湖导致电动机绕组被烧毁，形成严重的经济损失。 3电气控制系统故障诊断方法 3.1直接观测法 借助直接观察的方式进行故障诊断，借助人的感觉器官进行检查，例如借助人的视觉感官对设备是否存在发光、嗅觉器官观察设备是否存在异味、听觉器官观察设备是否存在异常响动等方式进行故障诊断，这需维修人员具备一定的实践经验，同时能借助各种科学的方式判断电气控制系统是否存在故障以及故障的具体位置。直接观测法是电气控制系统故障检测最简便的方式，不需任何仪器设备的辅助，仅通过人的观察确定是否出现问题，这种方式对于电气控制系统一般的故障检测维修有很大的作用，不需投入太多，工作很快，但要求操作人员要有足够的经验技术。这种方式适用于电源电压，电子管工作状态与机械部分的继电器、门开关等这些故障的检修。主要是通过检测人员的直观检查来实现的。 3.2电阻检测方法 电阻检测方法一般应用在电气控制系统电源出现问题，没有通电的情况下的故障检修，主要使用万能表检测电阻，判断是否出现短路和开路的情况，通过观察万能表组织变化情况，判断是否出现了点击穿和漏电的问题，以及电感线圈和变压器是否发生了断线短路问题，同时还可以对电子管故障和其他的故障原件进行电阻法的有效检测。 3.3电压检测的方法 当电气控制系统处于正常的稳定的工作状态的时候，其电压通常是一个稳定的值，一般可以根据电压来判断电气控制系统是否出现故障。电压是正常稳定的关键指标，在进行电气控制系统故障检测的时候，电压法是经常用到的办法。通过实践的工作经验总结得出，这种方法检测故障主要包括以下内容：首先检测电气控制系统各个部位原件直流供电电压的监测，观察电压是否处于正常情况；然后检测线路中的各级电压，将观察到的电压与电路图中的数值进行比较分析，准确判断线路是否出现故障，同时得知供电位置是否处于正常状态。 4电气控制系统故障维修策略 4.1 检修短路 顺动特性是短路的基本特征，因此日常维护电气系统的过程中，可以对短路保护是否正常进行详细的检查，并且在发生短路的情况下立刻切断电源，同时对熔断器这一类短路保护装置进行重点检查。在设计电气控制系统的过程中，对于三相短路保护而言，需要及时检查是否存在缺相的故障。在主电路容量较高的情况下，设计过程中必须单独为控制单路安装短路保护熔断器，电气控制系统在运行正常的情况下，如果存在较大的电流，会提升电动机的转矩，从而损毁机械转动的部件。对此，对电动机进行检查的过程中，在接触器的控制回路 故障诊断论文：基于聚类分析的卫星姿态控制系统故障诊断方法研究 【中文摘要】应用于卫星系统的故障诊断技术是确保卫星系统正常工作必不可少的一项关键技术,它不仅让卫星系统具有智能化修复功能,而且其诊断经验可以优化卫星系统观测点的分布。随着卫星系统越来越复杂与智能化,卫星故障诊断的能力在未来卫星技术发展中变得突出重要,并不断向更高水平发展。现代卫星系统的复杂化,使得基于模的故障诊断方法——建模难度大、灵活性差,导致基于模型的方法很难取得较好的故障诊断结果。由于基于聚类分析的故障诊断方法利用历史数据进行建模,不需要实际的物理结构模型,它能够克服基于模型的诊断方法的缺点。本论文采用基于聚类分析的故障诊断方法,开发和利用卫星监控系统所采集的历史数据。论文的研究内容主要包括以下几个方面:首先,研究基于聚类分析的数据分布特征提取方法的特点,学习聚类分析的两种算法,利用聚类算法分析拟合数据与异常数据,设计拟合数据与异常数据的差值模型,初步建立基于聚类分析的故障诊断模型。其次,对标准的飞机控制系统模型进行数值仿真,获取该模型的健康数据和故障数据,采用基于聚类分析的诊断方法进行故障诊断,依据诊断结果来完善该故障诊断模型的建模与诊断推理步骤。再次,结合卫星姿态控制系统的结构,对主要部件的数学模型做了详细分析,并研究飞轮摩擦力矩对姿态角控制效果的影响。建立卫星姿态控制系统的外在干扰力与力矩的数学模型,针对系统的 执行部件与测量部件,设置了不同的故障模式并建立相应的数学模型。最后,根据卫星姿态控制系统部件的几种典型的故障模式,建立相应的simulink仿真模型,设置卫星姿态控制系统仿真参数与设定该 系统的状态观测点,对这几种仿真模型进行数值仿真模拟并采集系统的健康数据与故障数据。利用聚类分析的方法对该姿态控制系统进行故障诊断。 【英文摘要】The Fault Diagnosis Technique (FDT) applied to satellite systems is a special technique adopted to ensure the proper functions of the systems. It can not only realize the intelligent repaire, but the diagnosis experiences can also optimize the observation points of the satellite systems. With the developing tendency of more complex and intelligent of satellite systems, FDT plays a more important role and is pushed to reach a higher level.Because of the complexity of the modern satellite systems, the model-based FDT, which has a complicated modeling process and poor flexibility, can not always obtain a good result of fault diagnosis; while the cluster-analysis-based on history process data FDT (CBHD-FDT), which makes use of historical data and does not need the physical structure of systems, can overcome those short comings. Therefore, the research in this paper is using the CBHD-FDT, and exploring and applying the historical data gathered by the 基于神经网络的 控制系统智能故障诊断系统的研究1前言 目前，自动控制技术已广泛用于航空航天、核电站和工业生产过程等领域，成为与人们生活密切相关的一部分。构成自动控制系统的基本单元是电子元器件和机械零部件，所以元器件的可靠性直接决定着系统的好坏。控制系统是一类由被控对象、控制器、传感器和执行器组成的复杂系统，而各个部件又是电子、机械、软件及其他因素的复合体，一个典型的控制系统结构由控制器、执行器、被控对象及传感器组成。 在许多工程应用中，高可靠性的控制系统是必需的。例如，大型客机在浓雾气象条件能见度很差(儿乎为零)，机上载有数百名乘客，飞行员只能依靠自动着陆系统使飞机安全着陆，在这种条件下，控制系统中任何一个部件发生故障，都将带来灾难性事故。对于连续、大批量的现代化生产过程，控制系统往往包括几十个甚至上百个控制回路，因此，传统的报警和保护系统已日益不能满足现代化生产过程的需要。在计算机控制系统中，由于容错计算机技术的成熟，计算机硬件和软件的可靠性已达到了较高水平，而传感器和执行器的故障己成为导致控制系统失效的主要原因，据统计，80%的控制系统失效起因于传感器和执行器的故障。因此，研究传感器和执行器的故障诊断问题无疑具有重大的理论和应用价值。 一般用控制理论来指导控制系统的分析和设计。然而，当故障发生时，有些控制方法并不总能奏效。生产和科研急需进行故障诊断，并将故障造成的损失降低到最小限度，这使得控制系统的故障诊断这一学科变得极为重要。在现代工业自动化生产过程中，故障诊断正成为一种提高生产效率和保证质量的关键技术。在国防和航天领域，故障诊断也具有相当重要的应用意义。所以，研制出能及时、准确地诊断控制系统故障能力的故障诊断系统，是一个需要长期研究的问题。 当一个系统的状态偏离了正常状态时，称系统发生了故障，这时系统可能完 电气控制系统故障分析诊断及维修技巧分析 发表时间：2018-10-04T18:36:30.913Z 来源：《防护工程》2018年第13期作者：张绪刚陈建平 [导读] 随着我国现代工业化进程的不断推进，我国各个行业领域都取得了较大的发展 张绪刚陈建平 贵州航天天马机电科技有限公司贵州遵义 563003 摘要：随着我国现代工业化进程的不断推进，我国各个行业领域都取得了较大的发展，在电气控制方面也有了较大的进步，各种科学技术不断被引入到了电气控制系统中。在改造以及维修电气控制系统的过程中，需要对电气控制系统所发生的异常、故障等可能性进行充分的分析，并将自动化检修、自动检修以及保护措施等有效的结合起来应用，提升电气控制系统的安全性与稳定性，并为我国电气控制系统的应用提供了坚实基础。 关键词：电气控制系统；故障分析诊断；维修技巧 引言 现阶段我国的各项事业还处于比较重要的发展阶段，工业化发展进程也在不断加快，而电气控制系统由于自身独特的优势得到了较广泛的应用。因此，要想将其作用有效发挥出来，企业就要做好电气控制系统的故障分析和检修工作，依据故障的实际情况，采用合理的维修方法，保证系统的稳定运行。 1电气控制系统 电气控制系统还可以被称作电气设备二次回路系统，这是因为其针对不同的设备，所应用的控制回路也不同，而且在高压、低压电气设备控制方面也有较大的区别。对于电气设备控制线路来说，其主要的工作就是根据相关设备控制方案的要求，保证电气设备始终处于安全、稳定运行的状态。从目前我国电气设备控制系统的实际发展情况来看，其控制线路中主要包括了许多电子元件，在各种元件相互配合的前提下，实现对电气设备的有效控制。另外，在各种科学技术不断发展的背景下，电气控制系统逐渐得到了不断的完善，其控制效率及高效性有了较大的提升，并且在未来的发展中，控制系统将会不断朝着网络化、智能化、信息化的方向发展。目前，电气控制系统已经得到了较广泛的应用，其在众多领域中都有所应用，该系统的优点还是比较多的，其中最主要的几点就是系统体积小、重量轻，比较容易拆卸和搬运；系统的稳定性较高，对设备的控制效果比较理想，而且不会出现较大的部件磨损情况，因此维护成本就比较低；系统在使用过程中不会消耗大量的能源，所以其在保护环境方面也有较好的应用前景。 2电气控制系统常见故障和危害 2.1电气控制系统常见故障 电气控制系统常见故障主要集中在以下四个方面：第一，电气过载，如果电气控制系统出现电气过载情况，那么电气控制系统的电机工作电流将会瞬间增大，超过额定电流，这种现象出现的原因有多个方面，比如说频繁操作电气控制系统、外部电源电压过大等；第二，电源缺相，电源缺相故障在电气故障控制系统中比较常见，出现这种故障之后，将会导致控制系统电源中断供应，降低系统稳定性，这种故障出现的原因同样有多个方面，比如说电源线路在设计安装过程中存在故障、电源外部绝缘损坏等故障等；第三，电气短路，电气短路现象在电气控制系统中同样较为常见，有一相接地短路、三相电相短路等；第四，过电流，如果电气元件或者电机等相关电气设备运行过程中的电流超过额定电流，那么电器元件将会始终处于超负荷运行，在这种情况下，非常容易增大电路元件负载，最终出现故障，带来较为严重的影响和危害。 2.2故障带来的危害 对相关故障实例进行分析，可知如果电气控制系统出现接线错误、负载短路等现象，就会造成短故障，通常来讲，电气控制系统出现故障时，其工作电流会远远超过额定电流，甚至可能是几十倍以上，因此固然就会产生强大的电动力，从而使得电气设备以及配电线路发生火灾，如果严重还可能对相关工作人员的生命安全造成威胁。在发生故障后，系统中电网中的电压会较大幅度地减小，进而影响相关设备的正常、稳定运行，若故障情况比较严重，就可能造成系统设备的大面积瘫痪。对于缺相电源现象，由于交流异步电动机的运转速度比较慢，所以过大的定子电流会对电动机绕组造成较大的损坏，影响系统的稳定性。此外，若电气控制系统中电流太大的话，会产生比较大的冲击电流，进而损坏相关设备的转动部件。 3电气控制系统维护技巧 3.1运用排查法维修 排查法属于当前电气控制系统的主要维修方式，在实际的故障维修过程中，包含有四个方面内容：1、与电气控制系统故障代码结合在一起展开排查，在中央控制系统，按下操作键，获取故障的代码，通过这种方式明确故障发生的原因；2、采用系统排查发进行故障的排查，如果电气控制系统的故障不是十分严重，同时停产检修方式会出现非常大的损失，那么可以运行系统，通过电气控制系统控制运行循环找到故障发生的具体环节，方便故障排除和维修的顺利进行；3、选择万用表排查法进行故障排查，使用万用表，检测出电气控制系统中存在的电源缺相等问题，找到故障点。在断电时，通过万用表电阻档对系统中电相阻止展开检查，判断线路是否满足要求，最终实现故障的检修和排查；4、在实际的维修过程中，还可以针对电路元器件、线路展开短路排查，这种方法也较为常用，在确定故障发生的环节之后，可以选择导线针对线路接触点进行短接，在通电之后如果故障消失，那么表明故障正确，之后进行维修。 3.2逻辑分析法 逻辑分析法最重要的工作依据就是电气控制回路中各个控制环节实际的工作顺序以及相关器件之间的联系，在这基础上再结合故障的实际情况进行分析判断，及时地发现故障的具体位置。这种方法看起来比较复杂，但其实际操作过程还是比较容易的。此方法可以使原本复杂的问题变得简单，能够有效防止维修人员由于盲目检测而降低工作效率，而且其检测效率高且结果准确。相关维修人员在运用该方法时，首先应该熟悉掌握电气控制线路，要想保障检测工作的准确性，就要检测控制线路中的每个元件，这样才能准确找到故障点。此方法需要的时间较长，在一些比较复杂的系统检修工作中比较适用。 3.3检修短路 顺动特性是短路的基本特征，因此日常维护电气系统的过程中，可以对短路保护是否正常进行详细的检查，并且在发生短路的情况飞行控制系统常见故障研究与分析
基于电气控制系统故障分析诊断及维修探讨
故障诊断论文：基于聚类分析的卫星姿态控制系统故障诊断方法研究
控制系统智能故障诊断
电气控制系统故障分析诊断及维修技巧分析