[发明专利]一阶定值控制系统传感器故障诊断方法及诊断系统

摘要

本发明涉及一阶定值控制系统传感器故障诊断和容错控制方法和系统，包括以下步骤：在线采集正常稳定系统的传感器输出数据并确定故障检测阈值，建立故障检测模型；在线设置加性故障和乘性故障，采集故障数据；建立故障估计模型；建立故障分离模型；实时故障诊断。本发明可广泛应用于一阶定值控制系统的传感器在线故障诊断中。

主权项

1.一阶定值控制系统传感器故障诊断和容错控制方法，其包括以下步骤：1)在线采集系统的传感器输出数据并确定故障检测阈值，其包括装有Matlab的上位机通过OPC技术与下位控制器联网，实现下位控制器相同的控制方案，采集系统的传感器输出数据，计算确定故障检测阈值，并建立故障检测模型。2)在线设置加性故障和乘性故障并采集故障数据，包括在上位机Matlab中分别设置不同强度的加性和乘性故障，获得在原控制方案控制下个故障状态下的传感器输出故障数据序列。3)建立故障估计模型：加性故障强度A＝T_sy′_p，其中T_s为系统采样周期，y′_p为故障发生后传感器输出的变化率极值；同等强度的乘性故障估计模型为其中y_sp为系统给定值。4)建立故障分离模型：故障特征提取模型为确定故障特征β₁＝β_m；加性故障分离模型为p＝f₁(A)，乘性故障分离模型为q＝f₂(B)，利用最小二乘法拟合故障发生后的调节时间内的数据得到模型参数将故障估计阶段的A_m代入p＝f₁(A)得p_m，将B_m代入q＝f₂(B)得到q_m，令比较e₁和e₂的大小来确定故障类型。5)渐变故障诊断：假设每次检测出的故障强度为fau(j)(j＝1,2,…,n)，线性渐变故障关系为：fau(j)＝k_graj+b其中，表示渐变故障强度的变化速度，在几何上为该直线的斜率，fau(j)与fau(l)是系统检测出的同一类型任意两次故障强度；非线性故障关系为fau(j)＝F(j)其中j为第j次检测出故障，该非线性关系可以用曲线拟合得到。