[发明专利]基于H无穷鲁棒未知输入观测器的传感器故障诊断方法

权利要求书

1.一种基于H无穷鲁棒未知输入观测器的传感器故障诊断方法，其特征在于，包括：

步骤1、利用飞机子系统的某一个稳态平衡工作点对该系统逐个输入变量参数施加小扰动，同时强制其他状态和输入参数不变，用非线性模型进行多步动态计算，当迭代运算达到平衡停止时，得到对应的状态量导数和输出量的变化，并根据对应的状态量导数和输出量的变化计算出对应的矩阵元素；由所述矩阵元素构成飞机子系统某一稳态平衡处的线性状态空间模型；

步骤2、对比所建线性状态空间模型与实际系统之间的差异，应用反卷积方法计算模型误差矩阵E；

步骤3、通过模型误差矩阵E，求解UIO中的参数矩阵H、T、A₁；通过已知的干扰矩阵R，并应用H∞频域优化下的线性矩阵不等式求解系统的李亚普诺夫稳定方程，以得到UIO中的参数矩阵K₁、K₂、F；

步骤4、对UIO中的参数矩阵H、T、A₁、K₁、K₂、F进行j次降维度处理，得到j个降维UIO观测器和一个全维UIO观测器，通过j个降维UIO观测器得到j个传感器故障诊断的残差结果，所述残差结果即为故障诊断结果。

2.如权利要求1所述的一种基于H无穷鲁棒未知输入观测器的传感器故障诊断方法，其特征在于，步骤1具体为：

获取压气机进口压力小扰动量、进口温度小扰动量、转速小扰动量、出口压力小扰动量、压气机出口流量小扰动量、出口温度小扰动量和扭矩小扰动量，代入飞机某子系统的线性状态空间模型公式(1)；

其中，ΔP2_k,ΔT2_k,Δwt_k,ΔP3_k，分别代表压气机进口压力小扰动量、进口温度小扰动量、转速小扰动量和出口压力小扰动量；Δm3_k,ΔT3_k,Δqc_k，分别代表压气机出口流量小扰动量、出口温度小扰动量和扭矩小扰动量，C＝I，D＝0；A、B为模型中待定的参数矩阵；

求取公式(1)中的A,B矩阵参数，首先将A,B矩阵参数展开如下：

将式(2)中的矩阵中参数的描述表达为最小二乘问题；

其中X_k+1表示在小扰动下K次采样得到的输出序列，φ_k为K次采样的状态和输入序列，θ为未知参数矩阵A、B的组合，

应用最小二乘解法对θ进行拟合求解，其表达式为：

θ＝X_k+1·φ_k^T(φ_k^Tφ_k)^-1 (4)

由于θ为未知参数矩阵A、B的组合，所以得到参数矩阵A、B的值，进而得到完整的飞机子系统某一稳态平衡处的线性状态空间模型。