基于变权重主元分析的航天电源系统诊断方法研究

针对航天器电源系统部件耦合性强且工作状态变化引起系统故障诊断准确度低的问题,提出采用一种将变量权重与主元分析相结合的变权重分层主元分析方法(VW-HPCA)用于航天电源系统的故障诊断。变权重分层主元分析方法,采用"全局+多分块"分层主元分析结构,融合基于系统故障传播知识的权重分配矩阵,其中,全局主元模型用于辨识电源系统不同的工作状态,实现工作状态的聚类;分块主元模型则用于对不同工作状态下的故障进行快速诊断。该方法的优点在于融合了系统故障传播方向的知识,利用权重分配将强耦合的变量进行"解耦",从而降低"污染效应",避免了在变量强耦合系统中,非故障相关变量被判断为故障变量,导致故障辨识的准确度降低的问题。基于航天器电源系统综合模拟平台,分别在不同工作状态下,基于阶跃、缓变以及随机类型的不同故障条件,对方法的有效性进行了验证,结果表明,变权重分层主元分析方法可以有效提高主元分析方法在航天器电源系统中的诊断准确率。