本文關(guān)鍵詞：機動生物安全艙室電氣故障診斷系統(tǒng)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來,全球范圍內(nèi)爆發(fā)多次嚴重的傳染病疫情,如2003年爆發(fā)的SARS疫情、2005年的H5N1禽流感、2009年的H1N1甲型禽流感、2013年的H7N9禽流感和2014年起肆虐非洲的埃博拉出血熱等。這些傳染病嚴重危及人類生命與健康,對世界政治、經(jīng)濟產(chǎn)生了重大影響。我國幅員遼闊,地理環(huán)境復(fù)雜,人員來往密集,國際交流頻繁,各種新發(fā)突發(fā)傳染病不時爆發(fā),疫病防控形勢十分嚴峻。生物安全問題逐漸得到重視,促進了生物安全設(shè)備、特別是機動生物安全艙室的發(fā)展與普及應(yīng)用。機動生物安全艙室是野外條件下用于生物采樣、生物檢驗和分析、傷病員運送治療的機動醫(yī)療平臺,如生物偵察車、生物檢驗車、生防急救車、傳染病員救護車及移動生物安全實驗室等。在發(fā)生生物戰(zhàn)、生物恐怖襲擊以及突發(fā)性公共衛(wèi)生事件的情況下,這些裝備可對生物污染地區(qū)進行偵查和快速檢測鑒定,負責傷病員和烈性傳染病員的緊急救治和后送,對可疑病原體進行采集、培養(yǎng)與檢測。機動生物安全艙室可隔離污染源和傳染源,減少人員交叉感染的機率。高效過濾器與負壓梯度控制是機動安全艙室實現(xiàn)生物安全與隔離防護的關(guān)鍵技術(shù)。負壓梯度控制系統(tǒng)(下稱電氣系統(tǒng))對艙室內(nèi)壓力進行有效控制,保持艙室內(nèi)壓力梯度和溫濕度恒定。其設(shè)備功能的完好與否直接關(guān)系到任務(wù)的及時處置和對工作人員的有效防護。電氣系統(tǒng)一旦發(fā)生故障,氣流將無法定向流動,有可能導(dǎo)致病原微生物擴散、危及工作人員與周圍人員的生命安全,甚至造成嚴重的社會恐慌。不同于固定式的生物安全實驗室,機動生物安全艙室多工作在遠離城市的口岸或邊遠地區(qū),保障力量匱乏;且受到空間限制,常規(guī)的設(shè)備檢查與日常維護難以進行。開展機動生物安全艙室電氣系統(tǒng)故障診斷研究,對提高機動生物安全艙室的智能化水平、降低設(shè)備故障發(fā)生率、減少維護成本、縮短維修保養(yǎng)時間、保證機動生物安全艙室的正常運行,具有十分重要的現(xiàn)實意義。本文對機動生物安全艙室電氣系統(tǒng)的故障以及出現(xiàn)故障后的診斷問題進行了研究,主要研究內(nèi)容有以下幾點:(1)對機動生物安全艙室電氣系統(tǒng)的故障形成機理進行了研究。以某型移動式生物安全實驗室為研究對象,分析了其電氣系統(tǒng)的組織構(gòu)成和工作過程。該型移動生物安全實驗室由主實驗室艙(下稱主艙)和人員凈化與技術(shù)保障艙(下稱輔艙)組成,各有一套獨立的負壓控制系統(tǒng)。負壓控制的設(shè)備包括充氣膨脹門、電動密閉閥、變風量閥、壓力開關(guān)、壓力變送器、三相離心風機、變頻器、過程控制器等,從功能上可分為送風子系統(tǒng)、排風子系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和門控系統(tǒng),所有設(shè)備通過RS485總線連接到工控機,由工控機進行集中控制。系統(tǒng)所預(yù)設(shè)的部分故障報警只能提示故障發(fā)生的類型,并不能明確的指出故障原因。在參考其它移動式醫(yī)療平臺、車載移動設(shè)備、固定式生物安全實驗室、暖通空調(diào)(HVAC)故障處置基礎(chǔ)上,對機動生物安全艙室故障形成的原因及其不同原因下的征兆表現(xiàn)進行了分析總結(jié),發(fā)現(xiàn)部分故障征兆與故障原因之間具有非線性映射的復(fù)雜關(guān)系和一定的模糊性,難以用具體數(shù)值判斷電氣系統(tǒng)是否發(fā)生故障以及評價故障的嚴重程度。(2)總結(jié)出機動生物安全艙室電氣系統(tǒng)的故障診斷策略。根據(jù)故障對系統(tǒng)的影響程度,將電氣系統(tǒng)故障分為硬故障和軟故障兩種。對電源、空調(diào)等部分硬故障做了診斷說明;通過負壓模型實驗,總結(jié)出機動生物安全艙室參數(shù)變化的基本規(guī)律,以及出現(xiàn)軟故障時,故障原因與故障征兆之間的對應(yīng)關(guān)系,并歸納出以進出風量差Q描述解釋各功能間壓力、各參數(shù)變化規(guī)律的具體方法,為同類裝備的故障診斷提供參考依據(jù)。(3)提出一種采用Mamdani型模糊推理算法診斷電氣系統(tǒng)軟故障的方法。根據(jù)電氣系統(tǒng)可提供的特征信息和進行故障診斷的設(shè)備,以主艙為例,選擇送風機前后壓力、排風機前后壓力、主實驗間壓力、氣鎖間壓力、更防護服間壓力、送風變頻器輸出頻率和排風變頻器輸出頻率共7個參數(shù)作為Mamdani型模糊推理的輸入變量,將參數(shù)按照實際情況劃分為高、正常、低三檔,分別采用S形函數(shù)、高斯形函數(shù)、Z形函數(shù)進行模糊化處理,利用總結(jié)出來的參數(shù)變化規(guī)律制定13條模糊推理規(guī)則,可診斷出新風電動密閉閥關(guān)閉不緊、送風機老化、送變頻器輸出異常、排風密閉閥關(guān)閉不緊、排風機老化、泄漏、變風量閥異常等8種軟故障。(4)設(shè)計了一種CAN總線連接各設(shè)備的電氣實驗系統(tǒng)。針對分布式控制存在的不足,考慮到機動生物安全艙室的特點與要求,以及日后升級維護、功能擴展的便捷性,提出了一種采用CAN總線取代RS485總線,連接各功能設(shè)備的電氣系統(tǒng)解決方案。在此方案中,所有設(shè)備都是CAN網(wǎng)絡(luò)的一個節(jié)點,任何節(jié)點的損壞不會對其它節(jié)點造成影響,便于故障排除和故障設(shè)備的快速更換。故障診斷儀可以很方便的“掛”在CAN網(wǎng)絡(luò)上,對電氣系統(tǒng)各設(shè)備的狀態(tài)進行監(jiān)控和狀態(tài)評估。并采用CAN接口卡與PC組成故障診斷儀的硬件,以Lab VIEW作為編程語言編寫電氣系統(tǒng)狀況監(jiān)控和故障分析程序。實時記錄設(shè)備狀態(tài)和各功能間壓力情況,并以指示燈和曲線的形式表示出來,利用前面所提及的硬故障處置方法和模糊推理的方式判斷故障是否發(fā)生。通過本研究,可提高生物安全艙室故障診斷能力,為其它生物安全設(shè)備的故障診斷積累了經(jīng)驗。
【關(guān)鍵詞】：機動生物安全艙室 電氣系統(tǒng) 故障診斷 CAN總線 Mamdani模糊推理
【學(xué)位授予單位】：中國人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：R82
【目錄】：

• 中英文縮略詞表8-9
• 摘要9-12
• Abstract12-15
• 第1章 緒論15-27
• 1.1 課題研究背景及意義15-16
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-23
• 1.2.1 機動生物安全艙室發(fā)展現(xiàn)狀16-21
• 1.2.2 凈化空調(diào)系統(tǒng)故障診斷研究現(xiàn)狀21-23
• 1.3 故障診斷與常用方法簡介23-26
• 1.4 論文主要研究內(nèi)容26-27
• 第2章 某型機動生物安全艙室電氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其故障分析27-41
• 2.1 系統(tǒng)構(gòu)成27-30
• 2.1.1 艙體結(jié)構(gòu)27-28
• 2.1.2 通風空調(diào)系統(tǒng)28-29
• 2.1.3 控制系統(tǒng)29-30
• 2.2 電氣系統(tǒng)故障分析30-33
• 2.2.1 故障根本原因分析31-32
• 2.2.2 故障征兆分析32-33
• 2.3 故障診斷策略33-40
• 2.3.1 硬故障診斷35-36
• 2.3.2 軟故障診斷36-40
• 2.4 本章小結(jié)40-41
• 第3章 基于Mamdani型模糊推理的電氣系統(tǒng)軟故障診斷41-51
• 3.1 模糊故障診斷的基本概念41
• 3.2 Mamdani型模糊推理基本原理41-43
• 3.2.1 模糊量化41-42
• 3.2.2 推理規(guī)則庫42-43
• 3.2.3 模糊推理機43
• 3.2.4 反模糊化43
• 3.3 診斷系統(tǒng)輸入輸出分析43-44
• 3.4 軟故障模糊診斷系統(tǒng)建立44-50
• 3.4.1 輸入模糊化、輸出反模糊化44-45
• 3.4.2 隸屬函數(shù)確定45-49
• 3.4.3 建立模糊規(guī)則庫49-50
• 3.5 本章小結(jié)50-51
• 第4章 CAN總線故障診斷實驗系統(tǒng)設(shè)計51-61
• 4.1 現(xiàn)場總線型電氣系統(tǒng)51-52
• 4.2 故障診斷系統(tǒng)設(shè)計52-57
• 4.2.1 硬件組成52-54
• 4.2.2 軟件功能54-57
• 4.3 功能實現(xiàn)57-60
• 4.4 本章小結(jié)60-61
• 第5章 故障診斷系統(tǒng)驗證61-68
• 5.1 簡單硬故障驗證61-64
• 5.2 軟故障模糊診斷驗證64-67
• 5.3 本章小結(jié)67-68
• 第6章 結(jié)論與展望68-70
• 6.1 結(jié)論68-69
• 6.2 展望69-70
• 參考文獻70-75
• 附錄75-76
• 在學(xué)期間發(fā)表論文情況76-77
• 綜述77-87
• 參考文獻85-87
• 論著87-96
• 個人簡歷96-97
• 致謝97

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 張小玉;黃維新;;基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的直流電網(wǎng)故障診斷研究[J];機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新;2009年03期

2 胡良謀;徐浩軍;曹克強;;基于模糊理論的某型四余度舵機故障診斷研究[J];機械科學(xué)與技術(shù);2006年04期

3 吳明強;史慧;朱曉華;肖開清;;故障診斷專家系統(tǒng)研究的現(xiàn)狀與展望[J];計算機測量與控制;2005年12期

4 ;防疫先鋒 江鈴制造——全順福星負壓防疫型救護車[J];解放軍醫(yī)學(xué)雜志;2009年06期

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 記者 金振蓉;[N];光明日報;2003年

  本文關(guān)鍵詞：機動生物安全艙室電氣故障診斷系統(tǒng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：390284