基于主成分分析和奇偶向量的动态检测方法

导航系统中冗余IMU传统故障检测方法由于数学模型过于复杂,计算量大,存在较大延时,难以实现实时故障检测,而主成分分析法仅仅应用于静态情况下的故障检测与隔离,针对主成分分析法无法在动态情况下对冗余IMU进行故障检测的缺点,提出了一种基于奇偶空间法改进主成分分析的故障检测算法,该方法利用奇偶向量隔离车辆的动态变量,以消除动态变量对故障检测的影响,再用PCA方法检测数据以实现对车辆传感器信息的实时检测,通过将原始数据集转置到特征平面来形成图案,实现了IMU传感器正常与故障模式的准确分离,提高了冗余IMU故障检测的结果精确性和可靠性。实验结果表明,该方法能够较好检测动态状态下冗余IMU的故障,提高了主成分分析的故障检测性能,可有效消除导航系统运动的负面影响。     

捷联惯导可靠性的奇偶向量方法

本文用奇偶向量讨论了捷联惯导的可靠性,建立了奇偶方程,进而利用假设检验求取故障检测的决策函数和隔离函数.研究了用卡尔曼滤波方法估计动态测量等项误差,用误差估计补偿奇偶向量,从而实现用常值门限进行故障检测和故障隔离.对六个单自由度陀螺组成的捷联余度系统的数字仿真表明该方法是有效的.     

基于自适应观测器的四旋翼无人飞行器传感器故障诊断方法

针对四旋翼无人飞行器传感器故障诊断问题,提出一种用于四旋翼无人飞行器加速度计和陀螺仪故障同时发生的故障检测与隔离以及故障偏差值估计的非线性诊断方法.首先,在建立飞行器动力学模型和传感器模型的基础上,构建四旋翼无人飞行器传感器故障检测与诊断系统.其次,利用故障观测器完成传感器故障的检测与隔离,基于Laypunov方法设计非线性自适应观测器对未知故障偏差值进行估计.最后,在传感器测量噪声存在的情况下,证明自适应律的稳定性和参数收敛性.实验结果表明,该方法能有效进行传感器的故障检测与隔离,实现对传感器故障偏差的估计与跟踪.     

定值和随动单闭环系统传感器故障诊断

在线闭环系统传感器的故障, 由于控制器的调节作用, 使得其故障诊断变得复杂. 本文针对定值和随动单 闭环系统传感器故障, 在正常系统和故障系统动态特性分析基础上, 提出了一种基于系统动态趋势和数据驱动的故 障诊断方法. 该方法利用动态窗口残差数据实现故障监测; 以数据变化最大值实现故障估计; 采用二次线性回归实 现故障分离; 建立了系统故障监测、故障估计和故障分离的静态模型; 同时给出了诊断模型在线应用的标定方法和 诊断流程. 通过实验验证了方法的有效性和诊断的高精度. 该方法适用于一般的一阶定值和随动闭环控制系统传 感器的实时故障诊断.     

多分辨力传感器信息融合中的 故障检测与恢复

首先建立了一个具有故障检测与隔离功能的分散式滤波器结构，讨论了传感器及局部滤波器的故障检测与隔离算法，然后研究了系统重构与故障恢复方法。在此基础上，通过引入小波变换提出了一种多分辨力传感器信息的动态融合方法。     

容错传感器系统分层组合可靠性建模方法

根据容错传感器系统的结构特点,结合不同可靠性建模方法的优点,提出了基于动态故障树和马尔可夫过程的分层组合可靠性建模方法。针对系统中包含的贮备事件,引入时间算子定性描述事件的时序特性,并推导了顶事件故障概率的定量计算公式。采用马尔可夫过程对传感器故障检测隔离进行动态建模。通过仿真比较所得模型与传统完全故障覆盖模型,分析了元件失效率、误检率等参数对系统可靠性的影响。由结果可得,该建模方法可行且更为精确。     

基于一组卡尔曼滤波器信息融合的故障诊断

为了能及时准确地诊断发动机的传感器和执行机构故障,文章提出了基于一组卡尔曼滤波器信息融合的方法进行故障诊断;首先根据传感器特性设计了一组滤波器用于传感器故障诊断、隔离,每个滤波器针对一个传感器进行设计;其次根据执行机构故障特性设计了一组卡尔曼滤波器进行执行机构偏差估计,从而对执行机构进行故障诊断、隔离;接着给出了传感器、执行机构信息融合的诊断方案;最后分别给传感器、执行机构添加故障进行方案验证,仿真结果得出在传感器或者执行机构任意部件出故障的情况下,该融合方法可以有效地诊断并隔离出有故障的传感器或者执行机构。     

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.     

基于键合图模型的新型解析冗余关系故障诊断方法研究

研究了通过诊断键合图模型建立系统解忻冗余关系(ARRs)的故障诊断方法.通过在系统键合图中加入虚拟传感器的方法建立系统的诊断键合图,根据诊断键合图模型的因果关系路径构建系统的解析冗余关系和系统故障特征矩阵,并利用系统实际观测特征与故障特征的比较进行系统的故障检测和隔离,通过在双容水箱系统的仿真验证,证明了该方法便捷性和...     

最优鲁棒解析余度设计方案研究

利用广义特征结构理论求解最优鲁棒性能指标,来获得奇偶向量.采用了非线性滤 波估计传感器的误差,再补偿奇偶向量,实现了用常值门限进行故障检测;提出了均值检验法 (MVT)分离故障的最优性能指标,由此求解分离故障的检测量,并用于冗余捷联惯导系统的 故障检测与分离.