[發明專利]一種基于線性調頻Z變換的飛行器舵機故障在線辨識方法

在審

• 申請號: 202011106405.5
• 申請日: 2020-10-16
• 公開（公告）號: CN112182773A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 鐘鴻豪;白文艷;黃萬偉;鄭總準;翟雯靜
• 申請（專利權）人: 北京航天自動控制研究所
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/17;G06F30/20;G06F111/10;G06F119/10
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1.一種基于線性調頻Z變換的飛行器舵機故障在線辨識方法，其特征在于，所述包括以下步驟：

針對飛行器縱向短周期運動的狀態空間模型，選擇一個關心頻帶；

在基于滑動時間窗的遞推線性調頻Z變換的基礎上，對于每個時刻，計算出所述關心頻帶中每個頻率點的線性調頻Z變換；

基于線性調頻Z變換結果，計算前一個時刻的待辨識參數估計值，并且迭代得到待辨識參數的方差估計值；

判斷所述待辨識參數的方差估計值是否小于等于設定閾值；

當k時刻的所述待辨識參數的方差估計值小于等于設定閾值時，認為舵機系統未發生故障，利用線性調頻Z變換結果，進行待辨識參數更新，得到待辨識參數的辨識結果；

當待辨識參數的方差估計值大于設定閾值時，則認為k時刻舵機系統發生了故障，重啟辨識。

2.根據權利要求1所述的基于線性調頻Z變換的飛行器舵機故障在線辨識方法，其特征在于：所述重啟辨識過程如下：所述辨識結果保持為上一拍的數值，并在下一個時刻，即k＝k+1時，重啟參數辨識。

3.根據權利要求1所述的基于線性調頻Z變換的飛行器舵機故障在線辨識方法，其特征在于：所述關心頻帶為[f₀，f₁)，在所述關心頻帶內選擇等間隔分布的M個頻率點，即f_i＝f₀+iΔf，其中i＝0，1，...，M-1，i表示第i個頻率信號，Δf表示相鄰兩個頻率點的頻率間隔。

4.根據權利要求1所述的基于線性調頻Z變換的飛行器舵機故障在線辨識方法，其特征在于：所述迭代得到待辨識參數以及其方差估計值，計算步驟如下：

步驟S101：輸入在線辨識信息作為序列；

步驟S102：判斷累加時間序列長度length是否小于等于預設定長度閾值L，即進行線性調頻Z變換的數據拍數是否小于等于預設定長度閾值L；

步驟S103：若為是，則累加求解每一個頻率點的線性調頻Z變換值，并且計算休眠時間，使得length＝length+1，轉到步驟S105；

步驟S104：若為否，則此時累加時間序列長度length為L+1，需要去除最先加入時間窗的那一拍數據，加入最新一拍的數據，保證進行線性調頻Z變換的數據拍數等于預設定長度閾值L，轉到步驟S109；

步驟S105：判斷此時刻是否小于休眠時間；

步驟S106：若是小于休眠時間，則令當前時刻的方差估計值等于初始方差估計值令待辨識參數的辨識結果等于參數估計初值轉到步驟S102；

步驟S107：若是不小于休眠時間，則判斷此時刻是否等于休眠時間；

步驟S108：若等于休眠時間，則令當前時刻的方差估計值等于初始方差估計值并計算待辨識參數的辨識結果轉到步驟S102；

步驟S109：若不等于休眠時間，則計算待辨識參數的方差估計值；

步驟S110：判斷所述方差估計值是否大于方差閾值；

步驟S111：若所述方差估計值大于方差閾值，則重啟線性調頻Z變換，并令前一時刻待辨識參數的辨識結果賦值給當前時刻，轉到步驟S102；

步驟S112：若所述方差估計值小于等于方差閾值，則計算并輸出當前時刻待辨識參數的辨識結果。

5.根據權利要求4所述的基于線性調頻Z變換的飛行器舵機故障在線辨識方法，其特征在于：所述休眠時間t_s0，使得待辨識參數的參數值在[iΔt，iΔt+t_s0)時間內，不發生變化，沿用前一刻的參數估計值，并且系統不再判斷方差變化。

6.根據權利要求4所述的基于線性調頻Z變換的飛行器舵機故障在線辨識方法，其特征在于：所述在線辨識信息包括：姿態角速度、攻角、空氣舵舵偏。

7.根據權利要求4所述的基于線性調頻Z變換的飛行器舵機故障在線辨識方法，其特征在于：所述待辨識參數為空氣舵舵效。

8.根據權利要求4所述的基于線性調頻Z變換的飛行器舵機故障在線辨識方法，所述時間窗為隨著時間變化的窗口，窗口內數據從1增加到L，并保持L個數據不變。