時頻系統(tǒng)故障預測

王玲玲，茍 偉

(1. 中國科學院上海天文臺，上海 200030；2. 上海市空間導航與定位技術重點實驗室，上海 200030)

時頻系統(tǒng)為甚長基線干涉測量站提供穩(wěn)定可靠的時間標準，輸出信號的質量直接影響觀測質量。時頻系統(tǒng)包括氫原子鐘和其他時間比對設備，氫原子鐘作為其中最關鍵的設備，是一種高精度的頻率標準，但由于微波諧振腔輸出頻率易受外界環(huán)境因素干擾，所以性能也容易受外界環(huán)境影響。針對整個時頻系統(tǒng)狀態(tài)和性能變化的研究目前主要集中在環(huán)境變化對氫原子鐘性能的影響，為此，國內外的學者都做了若干工作[1-4]。研究結果表明，在環(huán)境控制較差的情況下，氫原子鐘的頻率穩(wěn)定度顯著下降。因此，對于環(huán)境狀態(tài)的有效控制是確保氫原子鐘乃至整個時頻系統(tǒng)可靠運行的前提。

另一方面，作為用戶，針對氫原子鐘的運行，除了提高設備本身的可靠性之外，對發(fā)生故障的預測是減少故障發(fā)生及盡早處理的有效方法。因為氫原子鐘的運行是一個動態(tài)過程，伴隨復雜的物理和化學狀態(tài)變化，其中一些變化最終導致氫原子鐘性能指標變化甚至故障發(fā)生，觀察和分析這種變化之間的關系有助于實現(xiàn)故障預測。這首先需要對設備狀態(tài)進行監(jiān)視，然后通過對相關數(shù)據(jù)進行分析處理，得出預測模型，從而達到精準預測設備狀態(tài)的目的。

1 數(shù)據(jù)收集

故障預測是一門多學科綜合信息處理技術，是故障診斷技術的一種拓展和延伸[5]，是在設備正常工作的前提下，利用歷史數(shù)據(jù)和相關技術，結合當前狀態(tài)對可能發(fā)生的故障趨勢進行預測的一個過程[6]。……