[發明專利]基于迭代學習濾波器的機電控制系統故障診斷方法在審
| 申請號： | 201811532138.0 | 申請日： | 2018-12-14 |
| 公開（公告）號： | CN109597403A | 公開（公告）日： | 2019-04-09 |
| 發明（設計）人： | 陶洪峰;周龍輝;陳大朋 | 申請（專利權）人： | 江南大學 |
| 主分類號： | G05B23/02 | 分類號： | G05B23/02 |
| 代理公司： | 南京經緯專利商標代理有限公司 32200 | 代理人： | 何金錦 |
| 地址： | 214122 江蘇*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 故障診斷 機電控制系統 迭代學習 濾波器 非均勻 采樣 狀態空間方程 輸出傳感器 不確定性 采樣系統 等效變換 工程實現 故障信號 實時檢測 研究對象 有效減少 擾動 構建 診斷 | ||
1.一種基于迭代學習濾波器的機電控制系統故障診斷方法，其特征在于，所述方法包括：
建立機電控制系統在發生執行器故障以及受到擾動影響時的系統模型，所述系統模型中包括所述機電控制系統的系統參數、執行器故障信號、擾動信號以及所述機電控制系統的非均勻的離散采樣輸出，所述執行器故障信號為非線性的時間連續函數；
根據所述機電控制系統的系統參數和擾動信號定義所述機電控制系統的狀態變量、輸入變量和擾動變量，根據所述機電控制系統的系統模型得到所述機電控制系統基于所述執行器故障信號的狀態空間模型，所述基于執行器故障信號的狀態空間模型包括所述機電控制系統基于所述狀態變量、輸入變量、執行器故障信號和擾動變量的狀態方程以及所述機電控制系統基于所述狀態變量的離散采樣輸出的輸出方程，所述輸出方程是基于采樣時刻的離散形式；
根據所述機電控制系統的基于所述執行器故障信號的狀態空間模型得到所述執行器故障信號的等效故障信號并利用所述等效故障信號替代所述執行器故障信號得到所述機電控制系統的基于等效故障信號的狀態空間模型，所述等效故障信號為時間連續函數且所述等效故障信號在相鄰兩個采樣時刻內是常數值，所述機電控制系統在所述等效故障信號的作用下的采樣輸出與在所述執行器故障信號的作用下的采樣輸出相同；
針對所述機電控制系統的基于等效故障信號的狀態空間模型設計所述機電控制系統的基于迭代學習算法的故障診斷濾波器，所述故障診斷濾波器包括所述機電控制系統基于狀態估計值、所述輸入變量和虛擬故障估計值的狀態方程以及所述機電控制系統基于狀態估計值的離散采樣輸出估計值的輸出方程，所述輸出方程是連續形式；
確定所述機電控制系統的基于等效故障信號的狀態空間模型與所述機電控制系統的故障診斷濾波器之間的離散采樣輸出殘差，檢測所述離散采樣輸出殘差的范數是否達到預定閾值；在所述離散采樣輸出殘差未達到所述預定閾值時，確定所述機電控制系統運行正常；
在所述離散采樣輸出殘差達到所述預定閾值時，利用所述離散采樣輸出殘差對所述機電控制系統的故障診斷濾波器中的虛擬故障估計值進行迭代更新，直至所述離散采樣輸出殘差小于所述預定閾值使得所述機電控制系統的故障診斷濾波器逼近所述機電控制系統的基于等效故障信號的狀態空間模型；根據最終得到的虛擬故障估計值輸出所述機電控制系統的故障診斷結果。
2.根據權利要求1所述的機電控制系統故障診斷方法，其特征在于，所述建立機電控制系統在發生執行器故障以及受到擾動影響時的系統模型，包括建立如下模型：
所述機電控制系統的系統參數包括上述模型中的電樞電阻Ra、電樞電流ia、電樞電感La、反電動勢系數Ce、電動機轉速ω、輸入電壓eV、轉子轉動慣量J、電機軸機械阻尼Cf和轉矩系數CM，f(t)表示所述機電控制系統的執行器故障信號，y(ti)表示所述機電控制系統的離散輸出采樣，ti表示各個非均勻的采樣時刻，i為參數；w1、w2和v(ti)表示所述機電控制系統的擾動信號。
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