[發明專利]一種多傳感器系統故障自診斷方法

無效

• 申請號: 200810053086.9
• 申請日: 2008-05-12
• 公開（公告）號: CN101266273A
• 公開（公告）日: 2008-09-17
• 發明（設計）人: 徐立軍;李曉敏;曹章
• 申請（專利權）人: 徐立軍
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司
• 代理人: 呂志英

技術領域

本發明涉及一種多傳感器系統故障自診斷方法，可用于多傳感器系統的故障診斷、報警以及故障隔離。

背景技術

在工業監測領域，通常需要采用多傳感器系統對同一測量對象或者具有相關性的不同測量對象進行同步監測，以實現信息互補與融合，達到拓展傳感器的應用領域、拓寬測量的量程、提高測量的精度及魯棒性等目的。但傳感器數目的增多，不僅增加了測量系統的復雜度，也增加了系統的故障概率。因此，以上因素對多傳感器系統本身的故障診斷能力提出了更高要求，以保證過程監測與參數測量的可靠性，保障工業生產過程與科學實驗等的安全運行。

為了確保測量系統信息獲取的準確性，需對傳感器系統進行實時監測，以確保其處于正常工作狀態。通常可采用額外的檢測單元對傳感器的工作狀態進行監測，但這種方式不僅增加了系統復雜度及系統構建成本，同時也引入新的不可靠因素，如檢測單元的工作狀態。

發明內容

本發明擬解決的技術問題是：克服現有方法的不足，提供一種多傳感器系統故障自診斷方法，該方法可根據多傳感器中不同傳感器測量信號的相關性，實現多傳感器系統的故障診斷、報警與故障隔離。

為實現上述目的，本發明的技術解決方案是提供一種多傳感器系統故障自診斷方法，該方法包括以下步驟：??

步驟一，初始化，確定已知的多傳感器系統中的輸出信號具有相關性的傳感器的自檢狀態及數目，對于包含t個具有相關性輸出的傳感器的多傳感器系統，即輸出信號具有相關性的傳感器的個數為t，當t大于3，則跳轉到步驟二；當t＝3，則跳轉到步驟三；當t＝2，則跳轉到步驟四；

步驟二，當傳感器系統內采用傳感器個數為t且t＞3，即診斷對象數目為t且t＞3個傳感器構成的故障診斷集合時，首先判斷是否已有m個傳感器進行過自檢，且0＜m＜t，若已經通過自檢，系統工作正常，則從正常工作的傳感器集合中任選一個傳感器，在剩余的未進行自檢的傳感器集合中任選一個傳感器，得到兩傳感器構成的故障診斷集合，即t＝2，跳轉到步驟四；若傳感器系統內尚無傳感器進行過自檢m＝0或者全部傳感器均通過自檢m＝t，則隨機選取三個傳感器，t＝3，得到故障診斷集合，即三傳感器構成的故障診斷集合進行故障診斷與隔離，順序執行步驟三；

步驟三，對于由傳感器A、傳感器B、傳感器C構成的故障診斷集合，同一時間段，傳感器A、傳感器B、傳感器C分別獲取的具有相關性的測量信號Sa、測量信號Sb、測量信號Sc，對所述三個測量信號經兩兩相關計算得到任意兩個傳感器的測量信號之間的相關系數，將其與根據工況預先設定的閾值進行比較，進一步根據自檢決策真值表，對各傳感器的工作狀態進行判斷；

若診斷結果為傳感器A、傳感器B、傳感器C均處于正常工作狀態，則跳轉到工作正常的步驟七；

若診斷結果為傳感器A、傳感器B、傳感器C中的某一個出現故障，則跳轉到故障隔離的步驟五；

若診斷結果為傳感器A、傳感器B、傳感器C中至少兩個傳感器故障，則跳轉到嚴重報警的步驟六；

步驟四，對于包含兩個具有相關性的傳感器的故障診斷集合，假定故障診斷集合包括傳感器A、傳感器B，同一時間段，傳感器A、傳感器B分別獲取的測量信號Sa、測量信號Sb具有相關性，與步驟三同樣的計算得到傳感器A和傳感器B的相關系數，將其與根據工況預先設定的閾值進行比較；

若診斷出傳感器A、傳感器B均處于正常工作狀態，跳轉到正常工作的步驟七；

若診斷出傳感器A、傳感器B中至少有一個出現故障，分以下情況：

若已知其中一個傳感器工作正常，則另一個傳感器發生故障，即可實現故障定位，跳轉到故障隔離的步驟五；

若傳感器A和傳感器B的故障狀態均未知，則無法對故障傳感器進行定位，跳轉到嚴重報警的步驟六；

步驟五，將發生故障的傳感器測量信號隔離處理，只采用正常工作傳感器獲取的測量信號，以保證測量系統獲取信息的可靠性，順序執行步驟六的一般報警；

步驟六，若已進行故障隔離，進行一般報警，并顯示出現故障的傳感器序號，順序執行步驟七；若未實現故障隔離，且兩個傳感器構成的故障診斷集合中至少有一個出現故障，則程序給出嚴重報警信息并停止執行，提示必須立即對傳感器系統進行整體檢修；若未實現故障隔離，且隨機選取的三個傳感器構成的故障診斷集合中至少有兩個出現故障，則程序給出嚴重報警信息并停止執行，提示必須立即對傳感器系統進行整體檢修；

步驟七，工作正常，跳轉到步驟一。