文档介绍：杭州电子科技大学
硕士学位论文
基于Desert-Smarandache理论的故障诊断信息融合方法
姓名:蒋海娜
申请学位级别:硕士
专业:控制理论与控制工程
指导教师:文成林
20091101
杭州电子科技大学硕士学位论文
摘要
Dempster-Shafer理论(DST)是一种信息融合方法。由于在不确定性信息的
表示、度量和组合等方面所具有的优势,DST已在故障诊断领域有了广泛的应用。
但是,由于自身理论框架的不完善性(如严格要求辩识框架元素互斥),使得其
在处理并发故障诊断时常显得力不从心。而近年来提出的Dezert-Smarandache理
论(DSmT),突破了辨识框架中要求元素互斥的限制,依此能为有效处理单发
和并发故障的表示,不确定信息的表示、度量和融合等问题建立一个统一的框架。
虽然DSmT在处理诊断问题中有诸多的优势,但是,它还是不能摆脱DST在故障
诊断中所遇到的相关证据处理、辩识框架不完备及动态变化等难题。为此,本文
开展了如下的主要研究工作:
(1)分析了 DST 中在解决证据相关性、辩识框架不完备及动态变化时存在
的问题,对当前国内外的证据理论及其相关的改进方法进行了综述。
(2)提出了相关证据下并发故障诊断的信息融合方法。结合并发故障的特
点,给出了能够涵盖单发和并发故障的辨识框架、以及相应的 DSmT 融合规则;
按照传感器、故障特征和基本概率赋值求法的不同,给出新的解相关方法;最后
采用混合 DSmT 组合规则对解相关后的证据进行融合得到诊断结果。
(3)建立了开放辨识框架下并发故障诊断的信息融合方法。该方法可以处
理由于辩识框架不完备而引起的证据冲突问题,将 DST 中的二维冲突度量因子
扩展到 DSmT 框架中,用其判断证据间的冲突程度,并以此来决定采用封闭或
开放辨识框架下的证据组合规则。
(4)开展了条件化的 DSmT 证据组合方法及其在故障诊断中的应用研究。
介绍了 DSmT 组合方法处理辨识框架动态变化时的局限性;然后,给出 DST框
架下 Dempster 条件规则及类 Dempster 条件规则对证据的更新;并将 DST 下的
条件规则推广到 DSmT 下处理故障诊断问题。
同时,还针对(2)~(4)中要解决的问题,分别在多功能电机柔性转子实验台上
设置了相应的实验,验证了本文所提方法的可行性和有效性。

关键词:证据理论,DSmT,辨识框架,基本概率赋值,并发故障诊断
I
杭州电子科技大学硕士学位论文
ABSTRACT
Dempster-Shafer Theory (DST) in information fusion has been widely applied in
the fault diagnosis, since its advantage in the representing, measurement and
combination of uncertainty. However, the existing DST-based fault diagnosis method
is mainly used to deal with single fault diagnosis problem, since simultaneous faults
can not be characterized in DST because of the fundamental assumption of “mutually
exclusive”. A new theory of plausible and paradoxical reasoning, known as
Dezert-Smarandache Theory (DSmT) relaxes the exclusivity constraint in DST and
provides an unified frame of discernment for both single fault and simultaneous faults
diagnosis, representing, measurement and fusion of uncertainty. On the other hand,
both DSmT and DST have some strict limitation that can not be satisfied in practical
application, such as the dependent evidence, plete f