一种水下组合导航系统突变型故障诊断方法技术方案

本发明专利技术公开一种水下组合导航系统突变型故障诊断方法，根据故障类型的特点，针对组合导航结构特点对传统残差检测法进行改进；利用改进残差检测法诊断出辅助导航设备发生突变型故障后，通过残差均值和残差绝对和值分辨噪声突变和信息突变型系统故障；若系统发生信息突变型故障则将系统一直隔离直到故障消除；若系统发生噪声突变型故障，则启动自适滤波算法，并将系统恢复。本发明专利技术可以区分噪声突增型系统故障和信息突变型系统故障，且在诊断突变型故障时不会出现误判，增加诊断准确率。

A method of catastrophe fault diagnosis for Underwater Integrated Navigation System

【技术实现步骤摘要】
一种水下组合导航系统突变型故障诊断方法
本专利技术主要涉及导航
，尤其设计一种水下组合导航系统突变型故障诊断方法。
技术介绍
水下环境复杂多变，水下组合导航的多源信息质量也各不相同，滤波器如何根据水下环境变化做出相应调整，如何及时准确地发现故障导航设备并隔离是水下潜器组合导航系统必须具备的基本功能之一。及时准确地进行故障检测/隔离对于保证组合导航系统的高可靠性、高精度也十分重要。然而组合导航系统通常为高阶系统，因此对其故障检测与诊断技术与其它领域的检测诊断技术有所不同。在其它系统中应用较好的故障检测/隔离方法因各方面的局限性而不能应用于组合导航系统故障检测。组合导航系统中，因组成大系统的子系统相对较多，各子系统的输出信息中包含了对同一状态量的冗余信息，故而特别适合采用解析冗余的故障检测方法。基于解析冗余的故障检测方法在组合导航系统中主要体现为：状态χ2检验法、残差χ2检验法以及基于这两种方法的其他改进方法。状态或残差χ2检验法通过系统量测值或估计值等相关信息构造残差序列，计算残差序列的统计均值，并将此均值与预设定的阈值进行比较，大本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水下组合导航系统突变型故障诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)建立SINS/DVL组合导航系统方程；/n(2)利用改进残差χ

【技术特征摘要】
1.一种水下组合导航系统突变型故障诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)建立SINS/DVL组合导航系统方程；
(2)利用改进残差χ2检测法对突变型故障进行检测，若故障检测函数值大于阈值TD，将故障子系统隔离；
(3)求取SINS/DVL组合导航系统中各子系统的残差均值和残差绝对和值；
(4)对系统突变型故障类型进行判断：系统噪声服从N(0,Q1)分布，若残差均值接近0，残差绝对和值呈上升趋势，判断系统出现噪声突增型故障，将该子系统突变型故障标志位清除，针对该子系统启用自适应滤波器；若残差均值与0相差较大，残差绝对和值呈上升趋势，判断系统为信息突变型故障，继续置突变型故障标志位；
(5)恢复系统：当系统被判为噪声突变型故障时，待自适应滤波稳定后直接将故障子系统恢复，直到系统故障检测函数再次大于阈值TD时，将该子系统滤波器切换回传统Kalman滤波；若系统被判为信息突变型故障，可直接以故障检测函数值为依据，直到故障检测函数值小于阈值TD，将故障子系统恢复；
(6)在突变型故障恢复后的10s内，停止所有系统的渐变型和突变型故障诊断系统运行。


2.根据权利要求1所述的一种水下组合导航系统突变型故障诊断方法，其特征在于，所述SINS/DVL组合导航系统方程包括SINS/DVL子系统的状态方程和SINS/DVL组合导航系统的量测方程。


3.根据权利要求1所述的一种水下组合导航系统突变型故障诊断方法，其特征在于，步骤(2)所述的改进残差χ2检测法通过以下公式实现：



其中，rk表示k时刻，Kalman滤波器的残差，Zk为k时刻系统量测值，Hk为k时刻量测矩阵，φk/k-1为k...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙进，师晓晔，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32