貝葉斯網(wǎng)絡靈敏性分析方法及其在復雜系統(tǒng)故障診斷中的應用.pdf

1、在過去的幾十年當中，人工智能領域關于不確定性知識系統(tǒng)的研究中獲得了很大的進展，對于表達不確定知識的有效工具貝葉斯網(wǎng)絡的研究也逐漸深入，作為貝葉斯網(wǎng)絡的靈敏性分析也成為實際應用研究中的一個熱點。貝葉斯網(wǎng)絡的靈敏性分析是研究模型局部參數(shù)或證據(jù)微小變化對于目標結點所產(chǎn)生的影響，靈敏性分析在醫(yī)藥、土木工程、計算機，以及故障診斷等領域有著廣泛的應用。然而對于動態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡，迄今為止仍然沒有一種有效的靈敏性分析算法，因此本文基于動態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡推理算

2、法FF算法的基礎上提出了一種靈敏性分析方法，并且將貝葉斯網(wǎng)絡的靈敏性分析方法引入到復雜系統(tǒng)的故障診斷中，本文的主要研究內(nèi)容如下：
　　(1)貝葉斯網(wǎng)絡的概述，全面介紹和分析了貝葉斯網(wǎng)絡靈敏性分析以及故障診斷的研究背景、研究現(xiàn)狀。
　　(2)針對馬爾科夫模型(HMMs)靈敏性分析方法不能用于分析一般動態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡靈敏性和靈敏性分析計算復雜性高的問題，提出一種可有效處理動態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡靈敏性分析算法(SA_FF)。SA_FF算法利

3、用FF近似推理算法(Factored Frontier)思想求解動態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡的靈敏性函數(shù)，通過對邊界(Frontier)的動態(tài)推理建立參數(shù)與目標結點條件概率分布之間的函數(shù)關系；SA_FF算法在靈敏性函數(shù)推理計算過程中，通過對局部性邊界的邊緣化進行信息傳播，不需要對模型的聯(lián)合概率分布進行更新，顯著提高了計算的效率，且可用于多參數(shù)靈敏性分析，但會引入一定的誤差；進而，通過誤差分析證明誤差是有界的。通過實例計算的比較和分析顯示SA FF算法

4、的有效性。
　　(3)針對DFC算法判斷結點的重要性時只考慮自身狀態(tài)概率的片面性，增大了尋找異常結點的時間，導致算法時間復雜性偏高的問題，將靈敏性分析用于故障診斷中，提出了高效的故障診斷算法：SA_FD算法。SA_FD算法通過計算結點靈敏度，將結點的狀態(tài)對于子結點的影響與其狀態(tài)參數(shù)對于子結點的影響程度結合起來，能夠準確的判斷出網(wǎng)絡中的重要結點，縮短了尋找異常結點的時間，從而能以最快的效率診斷出系統(tǒng)中的故障結點，提高了故障診斷的效率