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本论文针对当前动态系统的故障检测与诊断技术领域内存在的问题及其发展趋势,结合相关学科理论取得的新成果,详细研究了粗糙集理论在FDD中的应用,包括基本RS模型,以及在此基础上的几种基本RS模型的推广,本论文通过对舰船减摇鳍故障诊断系统的数值仿真,实现了这些模型在故障诊断中的应用。 本文首先介绍了FDD技术的相关知识及概念,在众多故障诊断的方法中,基于粗糙集处理不确定性数据的优点,将粗糙集理论应用到故障诊断中。在介绍了粗糙集的各概念和定义后,对故障诊断系统中的特征约简和诊断规则求取两类问题进行了深入研究,主要内容有: (1)介绍了基于差别矩阵故障特征约简求取的改进算法,以舰船的减摇鳍故障诊断系统为背景,重点研究了基于差别矩阵的改进算法在故障诊断中的应用。通过数值仿真反映了该算法的优越性,大大缩减了故障诊断的过程。 (2)在故障诊断系统中,针对诊断规则的求取,通过构造决策矩阵和决策函数来确定与对象对应的所有约简规则,并基于决策矩阵上的频率启发函数,给出最小故障诊断模型的启发式求取算法,仍以舰船减摇鳍故障诊断系统为例,实现该算法在故障诊断上的应用。 (3)对于实际的复杂故障诊断系统,基本RS模型已经无能为力,因此介绍了几种扩展的算法:将不相容故障诊断系统的对象决策推广为广义决策,然后基于广义决策及差别矩阵和差别函数,将系统的约简、对象的约简及规则的化简有机结合起来;基于变精度粗糙集模型,通过引入分类误差来刻划数据中的不一致性,求取一定容许误差下的确定性或可能性诊断规则;利用概率粗糙集模型,从中导出概率诊断规则。以上三种算法的可行性均通过舰船舰船减摇鳍故障诊断系统的数值仿真得到验证。