[發明專利]三自由度直升機系統傳感器運行狀態監測方法

有效

• 申請號: 202010524010.0
• 申請日: 2020-06-10
• 公開（公告）號: CN111609878B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 趙順毅;李可;劉飛
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: G01D18/00
• 分類號: G01D18/00
• 代理公司: 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙) 32257
• 代理人: 殷海霞

本發明公開了一種三自由度直升機系統傳感器運行狀態監測方法，包括以下步驟，計算出傳感器的測量噪聲協方差矩陣的估計值；分析所述傳感器的測量噪聲協方差矩陣估計值，判斷出所述傳感器的運行狀態是否正常：若所述傳感器的測量噪聲協方差矩陣估計值偏離所述傳感器的標稱值范圍，判斷出所述傳感器的運行狀態不正常；若所述傳感器的測量噪聲協方差矩陣估計值包含在所述傳感器的標稱值范圍內，判斷出所述傳感器的運行狀態正常。本發明的三自由度直升機系統傳感器運行狀態監測方法，通過對測量噪聲協方差矩陣的準確估計，來實時監測傳感器工作狀態，以保證系統安全穩定運行。

技術領域

本發明涉及一種傳感器運行狀態監測方法，具體涉及一種三自由度直升機系統傳感器運行狀態監測方法。

背景技術

在充滿不確定性的工業環境中，由于設備的老化以及外部隨機干擾，傳感器測量數據通常會帶來一定的誤差。為了解決這一問題，通常的做法是在系統測量方程中引入一個擾動變量ν，該擾動變量表示傳感器所有可能遇到的測量噪聲。而且，通常將擾動變量ν假定為服從均值為零方差為R的高斯分布，其中，方差R可以描述測量值的不確定性。此外，測量噪聲ν的強度可能會由于許多外部和內部因素而隨時間變化，特別是在惡劣的工業條件下，這就使得測量噪聲協方差R隨時間而變化。因此，為了解決噪聲強度隨時間變化的而帶來的問題，應監測傳感器是否處于正常運行狀態，并在傳感器受到噪聲變化的影響時描繪出測量數據的不確定性，從而為系統決策制定提供可靠信息。

現有的關于傳感器監測的方法都需要預先了解測量噪聲協方差，但在大多數情況下，系統測量噪聲協方差都是時變未知的，即使通過選擇適當的測量噪聲協方差來處理某些異常情況，仍然有一些潛在異常情況的重要信息會丟失。因此，實時了解測量噪聲協方差對于傳感器工作狀態的準確監測具有重要價值。

三自由度直升機系統作為一種隨機跳變系統，目前沒有良好的方法對系統傳感器工作狀態進行實時準確監測。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種三自由度直升機系統傳感器運行狀態監測方法，適用于三自由度直升機系統中傳感器運行狀態監測，通過對測量噪聲協方差的準確估計，來實時監測傳感器工作狀態，以保證系統安全穩定運行。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種三自由度直升機系統傳感器運行狀態監測方法，包括以下步驟，

計算出傳感器的測量噪聲協方差矩陣的估計值；

分析所述傳感器的測量噪聲協方差矩陣估計值，判斷出所述傳感器的運行狀態是否正常：若所述傳感器的測量噪聲協方差矩陣估計值偏離所述傳感器的標稱值范圍，判斷出所述傳感器的運行狀態不正常；若所述傳感器的測量噪聲協方差矩陣估計值包含在所述傳感器的標稱值范圍內，判斷出所述傳感器的運行狀態正常。

本發明一個較佳實施例中，進一步包括，計算傳感器的測量噪聲協方差矩陣的估計值包括以下步驟，

(1)創建所述傳感器所在的三自由度直升機系統的隨機跳變系統模型，

x_k＝f_k(x_k-1,r_k)+ω_k；

y_k＝g_k(x_k,r_k)+ν_k；