模糊Petri网在航站楼电子系统故障诊断中的应用

时间：2022-05-15 17:45:22

关键字：故障诊断模糊推理建模仿真

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[导读]摘要:基于模糊Petri网的故障诊断模型,将Petri网和模糊产生式规则相互融合,能较好地描述和分析模糊知识,并能根据变迁激活规则的可信度和阈值,从而分析出故障信息的因果关系,推理出故障的原因和可信度。现以大连机场航站楼某型航班显示系统故障为例,用模糊Petri网建模仿真进行故障诊断和分析,仿真结果显示,该方法查找排除故障效率高,算法简单可行,更符合实际需要,能够得到合理的结果,对航站楼电子系统的故障诊断具有一定的参考价值。

引言

随着电子技术的发展,机场航站楼内的电子系统日趋复杂,一方面设备数量越来越多,另一方面复杂程度越来越高,这使得系统故障诊断变得异常困难。面对越来越严格的安全管理要求,传统查找设备手册的方法时间过于漫长,急需一种快速诊断的方法,以最快的速度定位故障点。本文将Perti网系统模糊化,建立故障诊断的模糊Petri网模型(FPN）,用模糊Petri网(FPN）的模糊产生规则和变迁激活的可信度,分析异常行为过程之间的因果关联,并推理出故障的原因及可信度。

1原理描述

1.1模糊&Petr网模型

模糊Petri网(FPN）模型[1-3]可以用一个8元组表示,FPN=(P,7,D,I,0,f,a,8）,其中P=（P1,P2,···,Pn）是一个有限的库所集;7=（l1,l2,···,lm）是一个有限的变迁集;D=（d1,d2,···,dn）;I:P×7二（0,1）表示输入函数,若I(p,l）=1,则表示p与l之间有联系,此时p为l的输入库所,l的所有库所集合表示为·l或I(l）;若I(p,l）=0,则p与l之间无联系;0:7×P二（0,1）表示输出函数,若0(p,l）=1,则表示l与p之间有联系,此时p为l的输出库所,l的所有库所集合表示为l·或I(l）;若0(p,l）=0,则l与p之间无联系;f:7二[0,1]为7的一个关联函数,表示从7至一个0到1之间的实数的映射;a:P二[0,1],表示从P至一个0到1之间的实数映射;8:P二D为P的一个关联函数,表示从P至命题集合的双向映射。

该8元组满足以下条件:

(1）Pu7≠0;

(2）Pn7=0;

(3）n>0,m?0。

1.2故障模糊规则的2&F描述

故障传播是一种状态逐步触发的过程,一个故障状态的出现会导致一系列故障状态的发生。如交换机故障可能性为0.4,而交换机故障可能会导致整个网络瘫痪,其可能性为0.8,则这一系列故障发生的综合可能性为0.4×0.8=0.32。由此可见,可以由模糊产生式规则描述故障传递关系。

简单的模糊产生式规则有以下3种,如图1所示:

类型一:如果故障P1为真,则P2为真,即IFP1THENP2,可信度为CF。

类型二:如果故障P1,P2,···,Pn同时为真,则Pn+1为真,即IF(P1andP2and···andPn）THENPn+1,可信度为CF。

类型三:只要故障P1,P2···,Pn有一个或多个为真,则Pn+1为真,即IF(P1orP2or···orPn）THENPn+1,可信度为CF。