[發明專利]一種電動仿真測試轉臺的健康狀態評估方法

有效

• 申請號: 202110694914.2
• 申請日: 2021-06-23
• 公開（公告）號: CN113391621B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 楊澤;馬杰;楊寶慶;孫嵩鵬;孫麗涵;李宗直;章國江;霍鑫
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02;G01R31/00;G01R31/34
• 代理公司: 哈爾濱華夏松花江知識產權代理有限公司 23213
• 代理人: 孟憲會

一種電動仿真測試轉臺的健康狀態評估方法，它涉及一種健康狀態評估方法，具體涉及一種電動仿真測試轉臺的健康狀態評估方法。本發明為了解決電動飛行仿真測試轉臺設備的妥善率和可靠性較低時則會造成測試計劃延誤，甚至被測設備損壞的問題。本發明的具體步驟如下：步驟一、分析電動仿真測試轉臺的關鍵性能及關鍵組件性能，給出各性能的評價標準及相關測試參數；步驟二、利用基于多重漸消因子的均方根容積卡爾曼濾波組成的循環推挽濾波器組方法實現控制系統內部器件重要參數的在線辨識以及伺服系統傳感器的故障辨識；步驟三、基于數據與模型混合驅動的方法進行控制系統整體性能的評估。本發明屬于機電設備控制及故障診斷與健康管理領域。

技術領域

本發明涉及一種健康狀態評估方法，具體涉及一種電動仿真測試轉臺的健康狀態評估方法，屬于機電設備控制及故障診斷與健康管理領域。

背景技術

飛行仿真轉臺是一種典型的，控制精度要求較高的伺服控制系統。飛行仿真轉臺是一種半實物仿真設備，是一種對慣性導航與制導系統性能檢測評估的測試設備，對于飛行器控制系統的研發以及性能測試有著不可替代的重要作用，飛行仿真轉臺設備的研究具有巨大的經濟價值和戰略意義。

飛行器等設備的性能測試與驗證受成本及研發時間所限，難以頻繁的開展實際飛行測試，往往需要借助飛行仿真轉臺設備在地面進行半實物仿真測試，在充分地模擬其在真實環境下的運動特性的同時，大幅減少研發成本與時間，而這種情況下飛行轉臺設備的妥善率和可靠性較低時則會造成測試計劃延誤，甚至被測設備損壞等后果。所以提升地面測試設備的自我健康狀態感知能力，并及時反饋給用戶，提早察覺故障隱患，方便用戶根據設備狀態進行測試任務安排，并能夠提前且更加靈活地進行維護，提升設備的可靠性和妥善率，減少財產以及時間的損失。

發明內容

本發明為解決電動飛行仿真測試轉臺設備的妥善率和可靠性較低時則會造成測試計劃延誤，甚至被測設備損壞的問題，而目前尚無有效方法實現此類設備較為完善的故障預測與健康管理功能，進而提出一種仿真測試轉臺的健康狀態評估方法。

本發明為解決上述問題采取的技術方案是：本發明所述方法的具體步驟如下：

步驟一、分析電動仿真測試轉臺的關鍵性能及關鍵組件性能，給出各性能的評價標準及相關測試參數；

步驟二、利用基于多重漸消因子的均方根容積卡爾曼濾波組成的循環推挽濾波器組方法實現控制系統內部器件重要參數的在線辨識以及伺服系統傳感器的故障辨識；

步驟三、基于數據與模型混合驅動的方法進行控制系統整體性能的評估。

進一步的，步驟一中仿真測試轉臺的性能指標包括時域性能指標、頻域性能指標、穩態性能指標；其中時域性能指標包括峰值時間、調整時間、超調量；頻域性能指標包括頻帶寬度、諧振峰值、相角裕度、幅值裕度；穩態性能指標包括速率誤差、速率波動。

進一步的，步驟一中仿真測試轉臺的關鍵組件性能包括電機性能、驅動器性能、傳感器性能；其中電機性能包括電樞電阻、電樞電感、反電勢系數、電機動子粘滯摩擦系數；三相電流不平衡度、溫度、振動信號；驅動器性能包括放大系數；傳感器性能包括故障類型及程度。

進一步的，針對時域性能指標，對系統進行指定輸入測試，利用階躍信號作為輸入指令，檢測系統的位置輸出響應，并從系統的階躍跟蹤信號中獲取峰值時間t_p，調整時間t_s，超調量σ_p作為健康特征；

峰值時間t_p指系統單位階躍響應曲線超過其穩態值而達到第一個峰值所需要的時間

調整時間t_s指輸出階躍響應進入穩態值y_s±Δ誤差帶范圍內所需要的時間，其中一般取Δ＝0.02或Δ＝0.05。