[发明专利]基于实时模型的结构异常检测的方法

权利要求书

1.基于实时模型的运载工具结构异常检测的方法，其包括：

在所述运载工具运转期间接收对应于运载工具结构上位置的实时测量值；

比较所述实时测量值与所述位置期望的运转数据，以提供模拟误差信号；

计算所述模拟误差信号的统计显著性，以提供误差显著性；

测定所述误差显著性的持久性；和

如果所述持久性超过持久性阈值，则指示结构异常。

2.根据权利要求1所述的方法，其中计算所述模拟误差信号的所述统计显著性的步骤进一步包括：

递归地估计所述模拟误差信号的估计平均数和估计方差，以确定所述模拟误差信号是否保证指示所述结构异常；和

基于所述估计平均数和所述估计方差通过计算所述模拟误差信号的假报警的概率(Pfa)评估所述模拟误差信号显著地偏离零的概率，以提供所述误差显著性。

3.根据权利要求1所述的方法，其中测定所述误差显著性的持久性的步骤进一步包括：

当所述误差显著性落在Pfa阈值之下时，将单位信号输入至一阶滤波器；

比较所述一阶滤波器的输出值与接近1的值；和

当所述一阶滤波器的输出值充分接近1时，其中所述持久性高，指示结构异常状况。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述Pfa阈值和所述一阶滤波器的滤波时间常数是取决于所述模拟误差信号的质量和假阳性指示的容限的可调参数。

5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括如果指示所述结构异常，则启动控制机构以抵偿所述结构异常。

6.根据权利要求5所述的方法，其中启动控制机构的步骤包括选自下列的至少一种：控制面启动、升力面启动、流控制启动、形状记忆合金的启动、经活性结构材料的启动和推进功率改变。

7.根据权利要求1所述的方法，进一步包括在所述运载工具结构上安装多个测量传感器，其可操作以测量所述实时测量值。

8.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

在所述运载工具的健康运转期间读取传感器信号；和

基于所述传感器信号用公式表示所述运载工具健康运转的期望的签字信号响应，以提供所述期望的运转数据。

9.根据权利要求1所述的方法，进一步包括周期性地收集在所述运载工具的进一步运转期间的代表性的传感器信号，以获得所述实时测量值。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述结构异常包括选自下列的至少一种：飞行运转、风切变对升力面的应力、碎片碰撞对升力面的应力、阵风对升力面的应力、机翼的振动、机翼的颤振、机身挠曲、机身的过度弯曲、推进系统异常、过度的线性位移、过度的角位移、结构疲劳、控制面异常和升力面异常。

11.基于实时模型的结构异常检测系统，其包括：

结构异常检测模块，其可操作以：

在运载工具运转期间接收对应于所述运载工具结构上位置的实时测量值；

比较所述实时测量与所述位置期望的运转数据，以提供模拟误差信号；

计算所述模拟误差信号的统计显著性，以提供误差显著性；

如果所述误差显著性低于所选择的Pfa阈值，则测定所述误差显著性的持久性；和

如果所述持久性超过持久性阈值，则指示结构异常；和

异常缓解模块，其可操作以如果指示所述结构异常，则启动控制机构以抵偿所述结构异常。

12.根据权利要求11所述的系统，进一步包括：

平均数/方差估计器，其可操作以递归地估计所述模拟误差信号的估计平均数和估计方差；

误差函数模块，其可操作以基于所述估计平均数和所述估计方差通过计算所述模拟误差信号的假报警的概率(Pfa)评估所述模拟误差信号显著地偏离零的概率，以获得所述误差显著性；和

修匀器，其包括一阶滤波器并可操作以当所述一阶滤波器的输出值充分接近1时，这指示所述误差显著性持久地高，声明异常状况。

13.根据权利要求12所述的系统，其中所述一阶滤波器包括所选择的Pfa阈值和滤波时间常数，其为基于所述模拟误差信号的质量和假阳性指示的容限的可调参数。