飞行控制系统执行器的故障诊断方法技术方案

技术编号:6864337 阅读:329 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术对于飞行控制系统执行器故障,包括损伤、松浮、卡死、饱和故障,提供了一种基于微分几何理理论的故障检测与故障定位方法。针对非线性的飞行控制系统,可以通过在状态和输出空间进行同胚变换,将原系统化为多个只受单一通道故障输入影响的能观商子系统。原系统的残差生成器设计问题转化对其各通道能观商子系统的观测器设计,实现残差与其它通道故障及结构性干扰解耦。通过设置合理的故障检测阈值,若某一参差生成器输出超过检测阈值即表示该通道发生了故障,实现故障检测和故障定位,且对于多故障情况也具有很好的诊断效果。本发明专利技术能够及时检测出多种执行器故障,保证飞行安全,并使飞行控制系统硬件结构简化,降低系统成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及飞行控制系统领域,尤其涉及非线性飞行控制系统的执行器故障的一种故障检测与故障定位方法。
技术介绍
现代飞行控制系统广泛采用了电传操纵技术,但是单通道的电传操纵系统的可靠性相对于机械操纵系统可靠性较低。因此现有的电传操纵系统对一些关键部件如传感器, 主控计算机等配备冗余的硬件,利用硬件冗余来提高系统可靠性,但这种方法成本比较高, 且要受到空间和载重的限制。对于飞机系统的结构故障和损伤,硬件冗余技术更是几乎无能为力。因此,对飞机,尤其是小型、微型飞机的飞行控制系统进行基于解析冗余的故障诊断是必要的,且具有重要的实际应用价值。目前对飞行控制系统进行故障诊断研究时,较为普遍的处理方法是先将飞行控制系统模型进行局部线性化,然后直接利用线性模型进行故障诊断研究。然而实际飞行控制系统在复杂的飞行条件下具有高度的非线性特性,因此简单的线性化方法并不适用。对非线性对象的故障诊断方法目前主要有基于神经网络,基于模糊理论,基于解析模型等方法。神经网络参数的选择至今缺乏统一的科学依据,模糊规则的建立则需要较多的先验知识,限制了这些方法在飞控系统上的应用。针对非线性动态系统的基于解析模型的故障本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于微分几何方法的飞行控制系统执行器故障诊断方法,包括以下步骤:1)建立执行器各故障模式的模型;2)验证系统满足能够进行故障诊断的必要条件;3)将存在一个或多个通道故障和干扰的系统化为只显含某单一通道故障和新的干扰信号的系统形式;4)计算状态同胚变换Φ(x)和输出同胚变换ψ(y),将步骤3)生成的系统降为其“能观商子系统”,将某一通道故障与其它通道故障及干扰进行解耦;5)对步骤4)生成的能观商子系统,分别设计各通道故障残差生成器;6)设计故障检测阈值;7)通过比较各通道残差与检测阈值,判断故障发生通道,进行故障定位。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:于维倩刘剑慰
申请(专利权)人:南京航空航天大学
类型:发明
国别省市:84

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