[发明专利]一种适用于无人飞行器电气系统的故障诊断方法

说明书

一种适用于无人飞行器电气系统的故障诊断方法，首先建立无人飞行器电气系统故障诊断知识库和故障症状集合，然后取出完整包含所有症状的故障诊断规则和全部故障诊断决策表；将诊断成功次数最多的故障原因作为故障诊断预测结果输出，并对故障原因进行验证，验证通过，则作为最终的诊断结果，用来定位故障模式，完成自主快速动态重构，若验证不通过，则重新选取故障原因；本发明极大地提高了电气系统的可靠性与容错能力，有较好的工程应用价值。

技术领域

本发明涉及一种故障诊断方法，特别是一种适用于无人飞行器电气系统的故障诊断方法，属于电气系统设计领域。

背景技术

新一代无人飞行器完成赋予任务时，不仅要高效率而且要具有更好的安全性，一种适用于无人飞行器的可快速动态重构电气系统将不会显著增加软硬件资源开销而实现更安全的飞行，可以根据能力丧失情况和任务功能优选级重新分配剩余资源、执行资源实现资源的动态配置重构。在系统重构设计方面，国内外关注的重点在飞行器电气系统的冗余架构、系统备份方式方面，一般通过对故障模式的分析事先设定好故障情况下逻辑重构的形式，难以满足未知故障状态下系统快速自主重构的需求，也一定程度上降低了电气系统的容错性、高可靠性。

数据挖掘技术的不断发展，为从海量的卫星测控数据中分析提取出有价值的知识提供了有效的理论和工具支持，并且国内外对数据挖掘技术在卫星故障诊断及预测中的应用进行了研究，但是此类故障检测方法仅针对常规可预见性故障进行设计，当发生的故障与预先假设的故障相差较大时，该方法不能得到满意的结果。为最大限度提高飞行任务的可靠性与安全性，实现未知故障状态下系统快速自主重构的任务需求，需重点解决电气系统任意故障模式的识别、预测以及定位问题，以及在此基础上实现电气系统的快速重构设计。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种适用于无人飞行器电气系统的基于数据挖掘技术的动态重构设计方法，利用基于决策表的数据挖掘技术，根据电气系统硬件、软件故障推断故障原因并实现故障定位，然后结合知识推理算法实现适用于无人飞行器的自主快速动态重构，极大地提高了电气系统的可靠性与容错能力，有较好的工程应用价值。

本发明的技术解决方案是：一种适用于无人飞行器电气系统的故障诊断方法，其特征在于步骤如下：

(1)建立无人飞行器电气系统故障诊断知识库；所述故障诊断知识库包括故障诊断决策表和故障诊断规则；

(2)获取无人飞行器电气系统故障症状集合，令该故障症状集合为C1，将故障症状集合C1存储于中间数据库；

(3)利用步骤(2)中的故障症状集合C1与步骤(1)中故障诊断知识库中的所有故障诊断规则进行匹配，取出完整包含C1中所有症状的故障诊断规则，设为R1，令R1的全部故障诊断决策表组成的集合为D1；

(4)将集合D1中对应的故障原因按照以往诊断成功次数进行降序排列，将决策集合D1中诊断成功次数最多的故障原因d1作为故障诊断预测结果输出，同时输出d1所对应的故障症状集合中除去C1之外的故障症状集合C2；

(5)逐项检查无人飞行器电气系统是否存在C2中的各故障症状，若无人飞行器电气系统存在C2中的各故障症状，则d1为正确的诊断结果，结束故障诊断过程；否则，d1为错误的诊断结果，进入步骤(6)；

(6)从D1中删除d1，即D1＝D1-d1，重复步骤(4)～步骤(6)，直至获取正确的诊断结果dn，进入步骤(7)；

(7)输出最终诊断结果dn，根据诊断结果dn从预先给定的故障模式查找表中搜索定位故障模式，并且根据故障模式实现无人飞行器的自主快速动态重构。

所述步骤(1)中建立无人机飞行器电气系统故障诊断知识库，具体是利用基于粗糙集属性约简算法的数据挖掘方法获取无人飞行器电气系统故障类型，进而建立无人机飞行器电气系统故障诊断知识库。