[發(fā)明專利]多模型飛行控制系統(tǒng)故障診斷方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210168097.8
• 申請(qǐng)日: 2012-05-25
• 公開（公告）號(hào): CN102707708A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 柳志娟;李清;程農(nóng);慕春棣
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): G05B23/02
• 分類號(hào): G05B23/02
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張大威

1.一種基于期望模式擴(kuò)展的多模型飛行控制系統(tǒng)故障診斷方法，其特征在于，包括：

統(tǒng)計(jì)飛行控制系統(tǒng)的各種故障并建立對(duì)應(yīng)的多個(gè)單故障模型，根據(jù)所述多個(gè)單故障模型建立基本模型集；

預(yù)測(cè)當(dāng)前時(shí)刻的所述多個(gè)故障模型的概率，根據(jù)所述基本模型集以及所述當(dāng)前時(shí)刻預(yù)測(cè)概率最大的前多個(gè)故障模型得到所述預(yù)設(shè)數(shù)目個(gè)期望模型，將所述預(yù)設(shè)數(shù)目個(gè)期望模型組合，建立期望模型集；

組合所述基本模型集和所述期望模型集得到當(dāng)前時(shí)刻模型集，并根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻模型集更新概率轉(zhuǎn)移矩陣；

對(duì)當(dāng)前時(shí)刻模型集中的每個(gè)故障模型進(jìn)行濾波和概率更新；以及

對(duì)所述故障模型的概率設(shè)置概率閾值，并將所述當(dāng)前時(shí)刻模型集中的每個(gè)所述故障模型的概率與所述概率閾值進(jìn)行比較，如果所述故障模型的概率大于或等于所述概率閾值，則判斷所述飛行控制系統(tǒng)發(fā)生所述故障模型對(duì)應(yīng)的故障。

2.如權(quán)利要求1所述的基于期望模式擴(kuò)展的多模型飛行控制系統(tǒng)故障診斷方法，其特征在于，所述基本模型集由飛行控制系統(tǒng)的各種單故障模型組成，包括操作舵面故障模型、作動(dòng)器故障模型和傳感器故障模型。

3.如權(quán)利要求1所述的基于期望模式擴(kuò)展的多模型飛行控制系統(tǒng)故障診斷方法，其特征在于，所述預(yù)測(cè)當(dāng)前時(shí)刻的所述多個(gè)故障模型的概率進(jìn)一步包括：根據(jù)上一時(shí)刻模型的概率以及上一時(shí)刻模型集的概率轉(zhuǎn)移矩陣預(yù)測(cè)當(dāng)前時(shí)刻的所述多個(gè)故障模型的概率。

4.如權(quán)利要求1所述的基于期望模式擴(kuò)展的多模型飛行控制系統(tǒng)故障診斷方法，其特征在于，所述根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻模型集更新概率轉(zhuǎn)移矩陣進(jìn)一步包括：

根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)故障模式間的關(guān)系，繪制所述基本模型集的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，得到所述基本模型集的狀態(tài)轉(zhuǎn)換關(guān)系，設(shè)定所述基本模型集的概率轉(zhuǎn)移矩陣的預(yù)設(shè)值；

繪制當(dāng)前時(shí)刻模型集的狀態(tài)轉(zhuǎn)換關(guān)系，并在基本模型集的概率轉(zhuǎn)移矩陣基礎(chǔ)上計(jì)算得到當(dāng)前時(shí)刻模型集的概率轉(zhuǎn)移矩陣。

5.如權(quán)利要求1所述的基于期望模式擴(kuò)展的多模型飛行控制系統(tǒng)故障診斷方法，其特征在于，所述根據(jù)所述基本模型集以及所述當(dāng)前時(shí)刻預(yù)測(cè)概率最大的前多個(gè)基本故障模型得到所述預(yù)設(shè)數(shù)目個(gè)期望模型，將所述預(yù)設(shè)數(shù)目個(gè)期望模型組合，建立期望模型集進(jìn)一步包括：?

根據(jù)所需所述期望模型的個(gè)數(shù)確定所述基本模型集的子模型集個(gè)數(shù)；

在所述基本模型集中選取所述當(dāng)前時(shí)刻模型的概率最大的前多個(gè)模型組合得到預(yù)設(shè)數(shù)目的模型集，組合所述模型集得到預(yù)設(shè)數(shù)目的子模型集序列；

將所述子模型集序列中每一個(gè)子模型集的模型組合得到一個(gè)期望模型，由所述期望模型得到所述期望模型集。

6.如權(quán)利要求1所述的基于期望模式擴(kuò)展的多模型飛行控制系統(tǒng)故障診斷方法，其特征在于，所述對(duì)當(dāng)前時(shí)刻模型集中的每個(gè)故障模型進(jìn)行濾波和概率更新進(jìn)一步包括：

在每個(gè)時(shí)刻由所述基本模型集和所述期望模型組合得到所述當(dāng)前時(shí)刻模型集后，對(duì)所述當(dāng)前時(shí)刻故障模型集中的每個(gè)故障模型分別進(jìn)行濾波得到狀態(tài)估計(jì)和殘差，并對(duì)所述故障模型的概率進(jìn)行更新。

7.如權(quán)利要求1所述的基于期望模式擴(kuò)展的多模型飛行控制系統(tǒng)故障診斷方法，其特征在于，對(duì)所述當(dāng)前時(shí)刻故障模型集中的每個(gè)故障模型分別進(jìn)行濾波得到狀態(tài)估計(jì)和殘差，并對(duì)所述故障模型的概率進(jìn)行更新，進(jìn)一步包括：

根據(jù)上一時(shí)刻模型的濾波器的所述狀態(tài)估計(jì)和協(xié)方差輸出值，初始化所述當(dāng)前時(shí)刻模型對(duì)應(yīng)的濾波器的所述狀態(tài)估計(jì)和所述協(xié)方差，并預(yù)測(cè)所述當(dāng)前時(shí)刻模型的概率；

根據(jù)卡爾曼濾波過程，分別對(duì)所述當(dāng)前時(shí)刻模型更新所述狀態(tài)估計(jì)和所述協(xié)方差，并計(jì)算所述殘差和殘差協(xié)方差；

根據(jù)貝葉斯后驗(yàn)概率準(zhǔn)則計(jì)算所述當(dāng)前時(shí)刻模型的概率。