分布式系统级故障诊断算法在船舶动力定位系统中的应用

为解决船舶动力定位多处理机系统的故障诊断问题,在分析实际系统总体结构的基础上,确定了系统故障测试关系图,提出了一个基于改进型二值PMC测试模型的分布式系统级故障诊断算法(SELF算法),详细介绍了算法中的报文种类、故障向量与算法描述;最后,采用软件故障注入法对诊断算法与模型进行了故障诊断验证。结果表明：模型适用、算法正确,所开发的分布式系统级故障诊断软件包可靠、实用。

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分布式系统级故障诊断算法在船舶动力定位系统中的应用丁福光副教授

哈尔滨工程大学动力与核能工程学院[ 5 0 1 10 0]哈尔滨工程大学动力与核能工程学院[ 5 0 1 10 0]

王宏健 女硕士/师讲

100]边信黔 教授/士生导师哈尔滨工程大学动力与核能工程学院[ 5 0 1博

韩桂萍

女硕士/ -师 S程

哈尔滨工程大学动力与核能工程学院[ 5 0 1 10 0]

摘要为解决船舶动力定位多处理机系统的故障诊断问题，分析实际系统总体结构的基在础上，确定了系统故障测试关系图，出了一个基于改进型二值 P提 MC测试模型的分布式系统级故障诊断算法 ( E F算法)详细介绍了算法中的报文种类、障向量与算法描述；后，用软件故 SL,故最采障注入法对诊断算法与模型进行了故障诊断验证。结果表明：型适用、法正确，开发的分布模算所式系统级故障诊断软件包可靠、用。实 关键词系统级故障诊断动力定位系统测试模型分布式系统

中图分类号

T 26 P 0

l系统级故障诊断方法概述 在现代控制系统中，布式多机系统以其局部分独立性、吐率、错性和可靠性高等优点，吞容已被广泛应用于重要工业控制领域；同时对多机系统的可

证。2术语和符号本文假定所有处理机相互独立、概率 P地发等生永久故障，系统中至少有一个无故障处理机。且 多机系统由个结点 (理机单元 )成，统 处组系中处理机间的测试关系可以用有向图 (称为测试也图)表示，中的顶点表示处理机，中的边 ( T T T“,“ )示处理机“处理机“进行测试。用 ( ,表对，“,

靠性和安全性要求也越来越高，切需要开发快速迫识别系统中故障的实用技术——系统级故障诊断技术 j其基本思想是：系统中的处理机相互测试，,让 通过对测试结果的分析找出其中的故障处理机。 在文献[] 2中归纳了系统级故障诊断的三种方法：中式诊断方法、率诊断方法及分布式诊断方集概法。分布式系

统级故障诊断方法由 k h和 Re d ul dy等人于二十世纪八十年代初提出，思想是在分布其

“),=0表示“判断“无故障 (常 )用 ( “ ),,正，“,,

=1表示“断“有故障，全体测试结果称为症 判，把候，为。记表 1二值 P MC模型测试者被测者测试值

式系统中，每个处理机分别独立地对系统中相邻处理机进行诊断，向其它处理机发送诊断结果；时并同

也从相邻处理机接收诊断结果。该方法的优点是对整个系统的诊断由每个处理机分别进行，一处理某机的故障不影响对其余处理机的诊断，同时系统负载得到均衡分布。 另外，计算机中的自测试功能非常强大，如果能将互测试与自测试相结合得出测试症候，使得出会的诊断结果变得更加科学和准确。

无故障无故障

无故障故障

0 1

故障故障

无故障故障

01,01,

测试者、测试者和测试结果三者之间的关系被被称为测试模型。二值 P MC模型是指每个被诊断对象只有两种可能状态：障或无故障 (常 )如表故正， 1所示。模型中假设正常处理机所做的测试其结果是可靠的，确反映了被测试处理机的状态，正而故障处理机所做的测试，结果呈随意性，可靠。其不

因此，本文主要研究基于二值 P MC模型的带自测试的分布式系统级故障诊断算法 ( E F算 SL法 )及其在船舶动力定位 ( y a c P s inn , D nmi oio ig tS se r ytr— r D S多处理机系统中的应用；后， P )最利

3船舶动力定位系统硬件结构船舶动力定位系统是一种船舶操纵控制系统，

用软件故障注入法对所开发的诊断软件包进行了验 4 3 耐 .程 20| E 0 2年第 4期

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