[發(fā)明專利]一種基于關聯(lián)性健康基線的健康狀態(tài)監(jiān)測算法設計開發(fā)與應用方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011404802.0
• 申請日: 2020-12-03
• 公開（公告）號: CN112596081A
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發(fā)明（設計）人: 陶來發(fā);宋登巍;王超;呂琛;蘇鉉元
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01S19/23
• 分類號: G01S19/23;G06F17/11
• 代理公司: 北京京萬通知識產權代理有限公司 11440
• 代理人: 萬學堂;齊曉靜

本申請?zhí)岢鲆环N基于關聯(lián)性健康基線的健康狀態(tài)監(jiān)測算法設計開發(fā)與應用方法，其包括：第一步，關聯(lián)性健康基線配置；第二步，關聯(lián)性健康基線構建；第三步，關聯(lián)性狀態(tài)監(jiān)測。本申請的方法，從系統(tǒng)參數(shù)關聯(lián)性的角度出發(fā)，在完成相關信息配置的基礎上，開展關聯(lián)性健康基線構建；進而利用構建的關聯(lián)性健康基線，結合實時運行監(jiān)測數(shù)據，開展關聯(lián)性狀態(tài)監(jiān)測，實時掌握系統(tǒng)運行狀態(tài)，當異常發(fā)生時提供及時、準確預警。

技術領域

本申請涉及一種衛(wèi)星健康監(jiān)控技術，尤其涉及一種基于關聯(lián)性健康基線的健康狀態(tài)監(jiān)測算法設計開發(fā)與應用方法。

背景技術

隨著工業(yè)化水平的提高、科學技術的發(fā)展，當今復雜裝備系統(tǒng)結構交聯(lián)密切，運行功能復雜，且需長期穩(wěn)定運行；一旦出現(xiàn)異常或故障，往往會帶來較為嚴重的經濟損失乃至危及人員生命。通常，由于運行環(huán)境、工況變動等外界因素的干擾和不確定性，使得系統(tǒng)運行可靠性面臨較大考驗。因此，需要采取精準、高效的方法，對系統(tǒng)開展健康狀態(tài)表征、運行狀態(tài)監(jiān)測和異常狀態(tài)檢測。傳統(tǒng)方法中，依靠專家知識對系統(tǒng)運行狀態(tài)參數(shù)進行分析判讀，需要積累大量歷史經驗、執(zhí)行效率低、可擴展性差，難以對復雜系統(tǒng)展開有效監(jiān)測；依靠單參數(shù)閾值判定的方法，僅利用系統(tǒng)單一參數(shù)與固定閾值，只能完成衛(wèi)星健康狀態(tài)的二值化表征(健康/異常)，且極容易受到衛(wèi)星運行工況和隨機環(huán)境波動的干擾，導致較大概率的虛警和漏報。

復雜系統(tǒng)中，由于組成結構、功能結構等方面，系統(tǒng)中各分系統(tǒng)、單機、模塊之間存在大量的交聯(lián)關系，這些關系進一步反映在系統(tǒng)具體的運行參數(shù)上。通常，在穩(wěn)定工況下，存在關聯(lián)性的參數(shù)間表現(xiàn)出穩(wěn)定的關聯(lián)關系，因此可以基于這種關系構建系統(tǒng)關聯(lián)性健康基線，對系統(tǒng)健康狀態(tài)進行表征。利用實時運行參數(shù)，結合關聯(lián)性健康基線，進一步開展系統(tǒng)的運行監(jiān)測與異常檢測。

發(fā)明內容

鑒于上述問題，本申請旨在提出一種系統(tǒng)化、自主化、高效化的基于關聯(lián)性健康基線的健康狀態(tài)監(jiān)測算法設計開發(fā)與應用方法。

本申請的基于關聯(lián)性健康基線的健康狀態(tài)監(jiān)測算法設計開發(fā)與應用方法，其包括：

第一步，關聯(lián)性健康基線配置；

第二步，關聯(lián)性健康基線構建；使用歷史遙測參數(shù)，從參數(shù)關聯(lián)性的角度出發(fā)，構建遙測參數(shù)之間的關聯(lián)性健康基線族解析模型和關聯(lián)性閾值，對系統(tǒng)健康狀態(tài)進行表征；

第三步，關聯(lián)性狀態(tài)監(jiān)測；利用構建的關聯(lián)性健康基線，計算遙測參數(shù)的關聯(lián)性閾值，判斷遙測參數(shù)實際值與其之間關系，完成正常或異常的邏輯判斷。

優(yōu)選地，在第一步中，對構建關聯(lián)性健康基線和實施關聯(lián)性狀態(tài)監(jiān)測所需的必要信息進行配置，配置項包括：關聯(lián)遙測參數(shù)組合、工況敏感參數(shù)、工況判別邏輯表達式、用于關聯(lián)性健康基線構建的歷史遙測數(shù)據時間范圍、用于關聯(lián)性狀態(tài)監(jiān)測的遙測數(shù)據時間范圍、關聯(lián)性健康基線解析函數(shù)類型、關聯(lián)性狀態(tài)監(jiān)測異常判定準則。

優(yōu)選地，在第二步中包括：

遙測參數(shù)正常數(shù)據與工況敏感參數(shù)獲取；

工況切割；

關聯(lián)性健康基線族構建；

關聯(lián)性健康基線閾值構建。

優(yōu)選地，在遙測參數(shù)正常數(shù)據與工況敏感參數(shù)獲取中，根據配置中指定的關聯(lián)計算遙測參數(shù)名稱，在遙測參數(shù)數(shù)據庫中進行檢索和查詢；并根據配置中指定的用于關聯(lián)性健康基線構建的歷史遙測數(shù)據時間范圍，在數(shù)據庫中抽取出參與關聯(lián)性計算的遙測參數(shù)滿足關聯(lián)性健康基線構建時間范圍的遙測參數(shù)值，得到關聯(lián)計算遙測參數(shù)序列，分別記作自變量遙測參數(shù)序列和因變量遙測參數(shù)序列；

根據配置中指定的工況敏感參數(shù)名稱，在遙測參數(shù)數(shù)據庫中進行檢索和查詢；并根據配置中指定的用于關聯(lián)性健康基線構建的歷史遙測數(shù)據時間范圍，在數(shù)據庫中抽取出用于工況判斷與識別的遙測參數(shù)滿足關聯(lián)性健康基線構建時間范圍的遙測參數(shù)值，記作多個工況敏感遙測參數(shù)序列。