[發明專利]一種基于冗余耦合信號診斷的傳感器故障檢測方法

在審

• 申請號: 201910001620.X
• 申請日: 2019-01-02
• 公開（公告）號: CN109813358A
• 公開（公告）日: 2019-05-28
• 發明（設計）人: 王東;許曈;何倩;曹斌;張為公
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01D18/00
• 分類號: G01D18/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 梁耀文

本發明公開了一種基于冗余耦合信號診斷的傳感器故障檢測方法，包括如下步驟：1、建立容錯矩陣、傳感器測量值以及輸出向量間的數學模型；2、各參數和矩陣的初始化賦值；3、判斷可能有問題的傳感器；4、確認出現故障的傳感器。該發明結構簡單，靈活性高，造價低，能夠快速實現傳感器的故障檢測。

技術領域

本發明屬于測控技術領域，特別涉及一種基于冗余耦合信號診斷的傳感器故障檢測方法。

背景技術

瞬時故障是導致系統事故的主要故障形式，瞬時故障恢復是保證系統安全的重要手段，當系統發生故障時，冗余配置部件的介入可以承擔故障部件的工作，減少了系統的故障時間，增加了系統的可靠性，因此有時需要對所需檢測的物理量進行冗余部件配置。對于配置的冗余部件，如兩個(種)或多個(種)傳感器，其各傳感器自身性能的可靠性也需預先實現有效檢測。

在通信、軟件、機械、電子等各領域都存在著信號耦合現象，一些力傳感器，其輸出信號和每個力/力矩分量有關，因此必須對各路輸出信號進行解耦才能獲得待檢測信號，這增加了工程應用中檢測發生故障傳感器的難度。

因此設計一種能夠通過冗余耦合信號快速實現傳感器的故障檢測方法具有重要的意義。

發明內容

發明目的：針對上述缺陷，本發明提供一種結構簡單，靈活性高，造價低，能夠快速處理中小規模冗余耦合信號，實現傳感器的故障檢測的基于冗余耦合信號診斷的傳感器故障檢測方法。

技術方案：本發明提出一種基于冗余耦合信號診斷的傳感器故障檢測方法，包括如下步驟：

(1)建立容錯矩陣、傳感器測量值以及輸出向量間的數學模型；

(2)對各參數和矩陣進行初始化賦值；

(3)對每個傳感器進行判斷選擇出可能有問題的傳感器；

(4)確認出現故障的傳感器。

進一步的，所述步驟(1)中構建容錯矩陣、傳感器測量值以及輸出向量間的數學模型的具體步驟如下：

Ax＝b

其中，容錯矩陣A為根據工程實際經驗設置的m×n維輸入矩陣；傳感器測量值x為多個或多種傳感器實際獲取參數構成的n×1維列向量，每個或每種傳感器每次讀取一個參數；b為m×1維輸出列向量；m為輸入的傳感器個數，n為輸入的傳感器信號測量值。

進一步的，所述步驟(2)中進行初始化賦值的各參數和矩陣包括容錯矩陣A、傳感器測量值x以及容錯閾值δ。

進一步的，所述步驟(3)中對每個傳感器進行判斷選擇出可能有問題的傳感器的具體步驟如下：

(3.1)比較輸出向量b中每一個元素和設置的固定容錯閾值δ之間的大小關系；

(3.2)找出對應可能有問題的傳感器編號。

進一步的，所述步驟(3.1)中比較輸出向量b中每一個元素和設置的固定容錯閾值δ之間的大小關系的具體步驟如下：當輸出列向量b的該行元素小于設置的固定容錯閾值δ時賦該輸出列向量b該行元素值為0；若列向量b中元素大于設置的固定容錯閾值δ，則不做處理。

進一步的，所述步驟(3.2)中找出對應可能有問題的傳感器編號的具體步驟如下：找到輸出向量非0元素對應容錯矩陣A的矩陣行，該行對應的非0元素值即為可能有問題的傳感器編號。

進一步的，所述步驟(4)中確認出現故障的傳感器的具體步驟如下：

(4.1)找出可能有問題傳感器對應容錯矩陣A的矩陣行；

(4.2)取出輸出向量的這些對應行，重新構造列向量；