基于神经网络观测器的飞控传感器在线故障诊断

为提高无人机飞行安全可靠性,针对飞行控制系统中常出现的传感器故障以及非线性气动力模型参数难以确定的问题,提出了基于BP神经网络观测器估计的故障诊断方法;引用LM改进算法对网络参数进行调整,构造了神经网络观测器模型逼近非线性系统,并运用于飞行控制系统进行在线数字仿真,对垂直陀螺输出卡死故障、恒偏差故障和恒增益故障分别进行仿真分析;仿真结果表明,所设计神经网络观测器可以有效估计系统输出,在线诊断传感器故障。     

基于神经网络观测器的飞行器传感器故障检测

为了避免传感器故障对飞控系统的影响,实现传感器故障的快速检测与隔离,提出了一种基于神经网络观测器(NNOB)的传感器故障检测方法.在建立四旋翼飞行器姿态故障模型的基础上,利用非线性观测器得到的期望输出和传感器测量值设计基于神经网络(NN)的传感器故障观测器,利用扩展卡尔曼滤波器(EKF)更新神经网络的权值参数,通过Ly...     

基于扰动估计的飞行控制系统传感器故障重构

针对飞行控制系统的传感器故障重构问题,讨论了基于扰动估计的传感器故障检测与重构方法。首先,通过建立观测器,对已有系统的干扰进行估计;其次,通过干扰的估计值来建立系统的鲁棒观测器;最后,再通过对系统建立多个降维鲁棒观测器来隔离并重构传感器故障。采用某飞机横侧向模型进行仿真验证,仿真表明基于扰动估计的鲁棒观测器能够有效地对传感器故障进行隔离与重构。     

基于神经网络的无刷同步电机控制系统故障诊断研究

设计了一套无刷同步电机控制器的故障诊断系统,利用实际的非线性控制系统训练神经网络状态观测器,根据系统实际输出与神经网络观测器输出之间的残差来判别和检测实际控制系统的故障,针对系统控制器、电流和速度传感器故障进行故障诊断研究仿真实验。仿真结果表明该方法能有效抑制噪声,能快速准确地确定故障发生的时间、位置、大小以及故障的类型,具有很强的鲁棒性。说明该方法具有很强的适用性和应用价值。     

基于高增益鲁棒滑模观测器的故障检测和隔离

针对一类同时具有执行器和传感器故障的不确定线性系统,讨论了基于观测器的故障检测和隔离方法.首先,通过引入增维向量,使得在构造的增维系统中,故障向量包含了原系统的执行器故障和传感器故障.通过构造辅助输出使增维系统的观测器匹配条件得以满足,同时设计高增益滑模观测器对辅助输出进行估计.然后,对增维系统构造鲁棒滑模观测器并用作故障检测观测器,通过滑模控制项来抑制干扰,使观测器具有鲁棒性.在此基础上,结合多观测器故障隔离思想,提出了可以同时对执行器故障和传感器故障进行检测和隔离的方法. 最后,通过对一个五阶飞行器模型进行仿真,证明了所提方法的有效性.     

基于级联观测器的多输入多输出非线性系统的故障诊断

将块观测方法应用于非线性系统的故障检测和分离.首先给出了非线性系统的块观测形式,针对传感器故障和执行器故障对非线性系统进行分块,得到了带有故障系统的块观测器形式.利用滑模观测器实现系统状态观测,得到观测器误差;利用所设计的观测器对非线性系统进行故障的诊断和分离;采用等效输出注入概念重构了故障信号,使得多变量输入输出非线性系统的故障诊断问题得到了解耦;针对异步电动机系统实现了传感器故障的分离.仿真结果证明了算法的有效性.     

基于滑模观测器和神经网络的传感器故障诊断方法比较研究

针对航空发动机传感器故障诊断中各种方法的优势和劣势,选择滑模观测器和神经网络这两种故障诊断方法分别对航空发动机转速传感器进行故障诊断研究,采用实验室搭建的发动机实验台DGEN380的实验数据,选择对航空发动机控制系统影响较大的偏置故障、漂移故障、脉冲故障、周期性干扰故障这四类传感器故障进行诊断。研究结果表明,滑模观测器和IPSO-BP神经网络都能实现航空发动机传感器的故障诊断;滑模观测器方法可以诊断出偏置故障、脉冲故障和周期性干扰故障,但不能诊断出传感器发生的漂移故障;IPSO-BP神经网络方法可以诊断出偏置故障、漂移故障、脉冲故障和周期性干扰故障。因此,滑模观测器在故障诊断中可能会出现漏诊的现象,IPSO-BP神经网络相对滑模观测器而言不会出现漏诊的现象。     

基于广义回归神经网络的传感器故障诊断研究

针对诊断传感器偏置故障与漂移故障的难点问题,提出了一种基于广义回归神经网络(GRNN)的传感器故障诊断方法。该方法充分利用控制系统闭环回路测控信息,建立一组多输入单输出GRNN观测器,通过将观测器输出与传感器实际输出相比较获取残差序列,获得基于残差序列的传感器偏置故障和漂移故障的辨识策略,实现控制系统传感器故障在线诊断。仿真结果表明:该方法可以快速准确地检测和分离传感器故障,辨识传感器故障类型、故障大小以及故障发生的时间。     

一类基于神经网络非线性观测器的鲁棒故障检测

针对一类仿射非线性动态系统,提出了一种基 于神经网络非线性观测器的鲁棒故障检测与隔离的新方法．该方法采用神经网络逼近观测器 系统中的非线性项,提高了状态估计的精度,并从理论上证明了状态估计误差稳定且渐近收 敛到零;另一方面引入神经网络分类器进行故障的模式识别,通过在神经网络输入端加入噪 声项来进行训练,提高神经网络的泛化逼近能力,从而保证对被监测系统的建模误差和外部 扰动具有良好的鲁棒性．最后,利用本文方法针对某型歼击机结构故障进行仿真验证,仿真 结果表明本文方法是有效的．     

基于有限时间未知输入观测器的一类受扰非线性系统故障检测与估计

针对一类非线性系统同时存在执行器故障、传感器故障和扰动的问题,提出一种基于有限时间未知输入观测器的故障检测与估计方法.首先,通过线性非奇异变换将原系统解耦为两个降阶的子系统,其中一个子系统只包含扰动,另一个子系统同时包含扰动和故障;然后,通过一阶低通滤波器获得新的状态并与子系统构成增广系统,实现将原系统的传感器故障转化为增广系统的执行器故障;接着,设计未知输入观测器对增广系统故障进行检测,实现在有限时间内估计出系统的扰动和故障,并通过理论分析验证所设计观测器的有限时间收敛性;最后,基于永磁同步电机(PMSM)转速系统进行仿真研究,仿真结果验证了所提出方法的有效性.     

飞控系统传感器故障诊断研究

研究故障检测和诊断技术对提高系统可靠性具有重要意义,针对飞控系统中常见的传感器故障,提出了基于神经网络预测器的故障诊断方法。利用传感器输出时间序列构造神经网络预测器模型,网络结构使用多层感知器结构,根据网络输出和实际输出之差与某·阈值的大小比较关系判断故障。最后针对某型飞机建立仿真模型,并对单一及多个传感器故障诊断进行研究,给出了仿真实现结果,并加以分析。仿真结果表明,所提出的基于神经网络预测器的故障诊断方法是行之有效的,能够及时准确地确定故障的发生。     

基于样条权函数神经网络的传感器故障诊断

在技术高速发展的今天,传感器用于各行各业,加之这些年来,家用电器、汽车、信息产业三方面的飞速发展,传感器需求量增大,传感器故障诊断技术变得尤为重要,并且对提高系统的可靠性具有重要意义。利用神经网络对传感器故障进行诊断的方法克服了分析冗余方法需要的系统精确数学模型的问题,并且可以处理非线性数据。文中详细阐述了样条权函数神经网络的结构、原理,在分析传感器主要故障的基础上,提出了样条权函数神经网络的传感器故障诊断方案。Matlab仿真和模拟实验结果表明,样条权函数神经网络可以解决传感器故障检测问题。     

飞行器导航传感器故障诊断的应用研究

研究导航传感器故障诊断问题,由于飞行器导航传感器所处环境十分复杂,导航系统由多种部件组成,故障存在许多随机性、模糊性和不确定性因素,难以建立确定数学模型。传统线性模型故障诊断准确率低。为了提高飞行器导航传感器故障诊断准确率,提出一种神经网络的导航传感器故障诊断方法。飞行器导航传感器发生故障时信号中会产生突变成分,利用小波包对原始故障信号进行分解,提取信号特征向量,然后将特征向量输入神经网络训练,实现飞行器导航传感器故障智能化诊断。在Matlab平台实现传感器故障诊断的仿真,结果表明,神经网络提高了飞行器导航传感器故障诊断的准确率,是一种在线、行之有效的导航传感器故障方法。     

基于RBF的传感器在线故障诊断和信号恢复

介绍利用径向基神经网络构造了一种在线故障诊断及信号恢复方法,给出了网络的连接结构和学习算法。采用RBF神经网络进行传感器在线故障诊断和信号恢复,其仿真结果表明,该方法具有收敛速度快、信号恢复准确度高、泛化能力强的特点,且可以诊断多种复杂工作系统的传感器在线故障信号,同时进行信号的恢复。实现传感器状态监测、故障诊断、分离和信号恢复。     

基于RBF网络的高炉热流分析传感器故障诊断

在炼铁高炉热流强度分析系统中要用到温度、流量等传感器,为确保热流分析系统中传感器数据的可靠性及系统的连续、稳定运行,诊断系统用径向基函数(RBF)神经网络对传感器进行故障判断。系统由上位机、温度及流量采集装置、传感器等组成,采用RBF神经网络为每一个传感器建立预测模型,网络的输入为传感器采集信号最近的n个值,输出为该传感器在n+1时刻的预测输出值。网络通过在线学习实现对传感器的在线故障监测,经仿真分析表明:用RBF神经网络构建预测模型可满足实时性的诊断要求,提高了诊断系统的诊断精度。     

基于模糊神经网络的雷达印制板故障智能诊断系统研究

以故障诊断理论和方法为基础．综合运用人工智能、模糊理论和神经网络理论．对雷达印制板故障智能诊断问题进行了研究，给出了模糊神经网络故障智能诊断系统的实现过程。仿真结果表明，该方法是一种行之有效的故障智能诊断方法。为雷达印制板的故障诊断提供了一务新的途径。     

基于神经网络的大规模模拟电路故障检测系统

设计了一个基于小波和神经网络的信号处理系统，该系统主要针对大规模模拟电路故障检测。针对传统诊断技术的局限性，讨论了利用神经网络方法分级诊断大规模模拟电路软故障的方案，通过小波变换提取故障特征，并利用神经网络的非线性映射特性逼近故障诊断模型。诊断结果表明基于人工神经网络的电路故障诊断方法是行之有效的。此方法具有广阔的应用前景，为大规模模拟电路故障诊断提供了新的理论依据和检测方法，并有希望研制成一套高效的检测设备。     

基于补偿神经网络的航空电子故障智能诊断系统及应用

针对航空电子系统中故障诊断的问题，提出一种将神经网络中的BP算法与模糊逻辑系统相结合、自动产生并自动修正模糊规则的自适应的模糊逻辑推理机。通过函数逼近仿真分析和航空电子系统故障诊断的实际应用，证明此方法简单有效，故障诊断的精度高，取得了较好的效果，具有一定的应用前景。     

深空探测航天器姿态控制系统故障定位

执行机构与敏感器故障检测与定位是深空探测任务卫星平台可靠运行的前提和保障.本文从数据的角度出发,结合姿控系统工作机理,提出一种基于神经网络和支持向量机结合的故障诊断方法用于检测并定位故障.故障诊断方法分为3步,首先采集姿控系统的状态信息,采用神经网络对闭环姿控系统中未知动态特性建模并进行预测;然后将姿控系统敏感器信号与神经网络预测输出比较生成残差并提取故障特征;最后采用支持向量机辨识残差特征检测故障,并结合运动学特性分析定位故障.仿真结果表明本文所提方法可以有效提取、辨识故障特征,实现执行器与敏感器的故障检测定位.