[发明专利]一种航天器电源系统故障检测方法及装置

权利要求书

1.一种航天器电源系统故障检测方法，其特征在于具体步骤如下：

步骤1：检测系统中一次母线的温度信号x(t)；

步骤2：采用正交小波函数对步骤1中的温度信号x(t)进行3层小波分解，得到一个低频分量a3以及第一层高频系数分量d1，第二层高频系数分量d2，第三层高频系数分量d3；

步骤3：设步骤2中3个高频系数分量d1,d2,d3对应的小波能量分别为E₁,E₂,E₃，信号的总能量：

E＝E₁+E₂+E₃

其中：n为多分辨分析的离散点数，D_j(k)为多分辨离散小波系数；

步骤4：分别计算3个高频系数分量在总能量中的占比为

步骤5：3个高频系数分量d1,d2,d3对应的小波熵分别为W_EE1,W_EE2,W_EE3，WEEj=-Σj=13Pjlog(Pj)(j=1,2,3)]]>

步骤6：在第一层高频系数分量d1上定义滑动窗口，取窗口宽度L∈n，滑动因子δ∈n，将第一层高频系数分量d1分成(n-L+1)/δ个相等的子区间；

步骤7：计算步骤6中各个子区间上的小波熵，找出小波熵最大的子区间，并将此区间方差设为噪声方差，则第一层高频系数分量d1的噪声阈值为其中σ₁为噪声的标准差，D₁(k)为第一层高频系数分量d1的多分辨离散小波系数；

步骤8：根据确定的噪声阈值λ₁对第一层高频系数分量d1进行滤波，滤波后的第一层高频系数分量高频分量d1为：

u1,k=0,|D1(k)|<λ1sgn(D1(k))(|D1(k)|-λ1),|D1(k)|≥λ1(k=1,2,...,n)]]>

步骤9：在第二层高频系数分量d2上定义滑动窗口，取窗口宽度L∈n，滑动因子δ∈n，将第二层高频系数分量d2分成(n-L+1)/δ个相等的子区间；

步骤10：计算步骤9中各个子区间上的小波熵，找出小波熵最大的子区间，并将此区间方差设为噪声方差，则第二层高频系数分量d2的噪声阈值为其中σ₂为噪声的标准差，D₂(k)为第二层高频系数分量d2的多分辨离散小波系数；

步骤11：根据确定的噪声阈值λ₂对第二层高频系数分量d2进行滤波，滤波后的第二层高频系数分量d2为：

u2,k=0,|D2(k)|<λ2sgn(D2(k))(|D2(k)|-λ2),|D2(k)|≥λ2(k=1,2,...,n)]]>

步骤12：计算滤波后的第一、二层高频系数分量d1和d2的积：

M_12,k＝u_1,k×u_2,k(k＝1,2,…,n)

步骤13：确定M_12,k的模极大值点，该模极大值点即为原始信号的突变点，对应的时刻即为故障发生的时间。

2.一种航天器电源系统故障检测装置，其特征在于，所述电源系统故障检测装置包括：入射光源模块、光纤温度传感器，光电转换模块，AD转换模块，FPGA算法实现芯片；入射光源模块向光纤中注入激光脉冲，激光脉冲在光纤温度传感器处发生反射，光电转换模块以及AD转换模块接收反射光并转换成光纤温度传感器数字信号传给FPGA算法实现芯片处理；FPGA算法实现芯片包含：

(1)小波分解模块，利用小波分解算法，用于将所述光纤温度传感器数字信号分解成1个低频分量和第一、第二、第三层高频系数分量；

(2)小波熵降噪模块，利用滑动窗口，求取噪声阈值，并分别对小波分解的第一、第二层高频系数分量进行滤波；

(3)小波多尺度积模块，用于将滤波后的第一、第二层高频系数分量进行相乘运算；

(4)模极大值检测模块，用于检测小波多尺度积模块所得乘积的模极大值点，该模极大值点对应的时刻即为故障发生的时间。