[发明专利]一种基于自适应技术的高超声速飞行器间歇故障诊断方法

权利要求书

1.一种基于自适应技术的高超声速飞行器间歇故障诊断方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1，设定间歇故障的特征信息，建立间歇故障模型；

步骤2，构建带有间歇故障和干扰的系统模型；

所述步骤2中，带有间歇故障和干扰的系统模型如下：

其中，γ＝[φ,β,α]^T是姿态角向量，φ,β,α分别表示倾斜角、侧滑角和迎角，ω＝[p,q,r]^T是角速率向量，p,q,r分别是滚转角速率、俯仰角速率和偏航角速率；b_i是故障特征，表示J^-1的第i列；

矩阵Ω，R如下所示：

J∈R^3×3是对称正定惯性矩阵，T∈R³是力矩向量同时也是系统的输入信号，d₁(t),d₂(t)∈R³代表不确定外部扰动，ν(t),表示独立的高斯噪声信号且均值为零；

所述不确定外部扰动采用如下扰动模型：

其中，d_i0,d_ik,为未知常值参数，f_ik,为选定的已知基函数；当q＝0时，d_i(t)＝d_i0(t)表征常值扰动；当q＞0时，利用上式逼近系统中不确定的时变扰动信号，考虑的干扰表示为：

步骤3，对步骤2中的干扰信号进行处理；

所述步骤3中，对步骤2中的干扰信号进行如下处理：

其中，P∈R^3×3是待设计的正定对称矩阵；x是观测系统的状态量；

步骤4，设计改进的残差信号，用于检测和隔离间歇故障：

所述步骤4中，设计改进的残差信号表示为：

其中，Δt_i∈(0,θ_i)是滑动时间窗的长度，和分别表示第s个故障的持续时间和间隔，其最小值分别定义为常数λ_i＜0，是残差生成器的状态向量；

步骤5，设计自适应故障估计算法对故障进行估计。

2.如权利要求1所述的基于自适应技术的高超声速飞行器间歇故障诊断方法，其特征在于：所述步骤1中，建立的间歇故障模型表示为：

其中，i表示第i个故障信号，τ_i,s和υ_i,s分别代表第s个故障随机发生时间和随机消失时间，并满足τ_i,s＜υ_i,s＜τ_i,s+1，Γ(t)是阶跃函数，f_i(s):N⁺→R是第s个故障的随机常数幅值。

3.如权利要求1所述的基于自适应技术的高超声速飞行器间歇故障诊断方法，其特征在于：故障发生时间检测阈值为：

其中，是给定的置信水平，其中意味着标准高斯分布变量有的可能性落在区间中，

检测到的发生时间为：

4.如权利要求1所述的基于自适应技术的高超声速飞行器间歇故障诊断方法，其特征在于：故障消失时间检测阈值为：

其中，是给定的置信水平，意味着标准高斯分布变量有的可能性落在区间中，

检测到的消失时间为：

5.如权利要求1所述的基于自适应技术的高超声速飞行器间歇故障诊断方法，其特征在于：所述步骤5中，设计如下自适应故障估计算法对故障进行估计：

其中，G∈R^3×3是自适应增益，e_w＝ω-x，x是观测器的状态量，是间歇故障的估计值。