[发明专利]考虑事件驱动及输出饱和的动车组鲁棒滤波故障检测方法

权利要求书

1.考虑事件驱动及输出饱和的动车组鲁棒滤波故障检测方法，其特征在于：具体包括如下步骤：

步骤1：建立考虑输出饱和的动车组状态空间模型，并设计触发策略；

建立考虑输出饱和的动车组状态空间模型：

其中，为系统状态，为控制输入，为测量输出；为过程噪声，为测量噪声；为过程参数，为测量参数；为过程参数不确定性，为测量参数不确定性；为执行器故障；为饱和系数，为饱和函数；

上述随机变量满足下列条件：

初始系统状态x(0)的均值为协方差为P₀，二阶矩为Σ₀；噪声w(k)，v(k)的均值为零，协方差分别为Σ_w(k)，Σ_v(k)；参数不确定性A_δ(k),B_δ(k),C_δ(k)的均值为零，协方差分别为Λ(k)的均值为Λ_c(k)，二阶矩为Σ_Λ(k)；

饱和系数Λ(k)具体形式如下：

其中，第i个分量λ_i(k)服从下述伯努利分布：

给定向量饱和函数g(·)具体形式如下：

其中，为符号函数，为饱和边界；

设计触发策略：

当前k时刻的第i个传感器的测量值满足下述触发条件时才会被传输：

||y_i(k)-y_i(k-l)||₂＞δ_i, (5)；

其中，y_i(k-l)为之前传输的第i个传感器的测量值，为触发阈值；令k_t,1,k_t,2,…为触发时刻序列，则实际传输的测量值为

步骤2：设计事件驱动的鲁棒滤波器，具体包括如下步骤：

步骤2.1：离线设计滤波器增益，具体包括如下步骤：

步骤2.1.1：设定滤波器初值

步骤2.1.2：计算中间变量

步骤2.1.3：计算一步预测状态估计误差协方差上界

步骤2.1.4：计算滤波器增益

步骤2.1.5：计算状态估计误差协方差上界

步骤2.2：在线计算状态估计值，具体包括如下步骤：

步骤2.2.1：设定状态估计初值

步骤2.2.2：计算一步状态预测值

步骤2.2.3：计算新息

步骤2.2.4：计算状态估计值

步骤3：设计故障检测策略，具体包括如下步骤：

步骤3.1：计算残差

步骤3.2：计算故障检测统计量

步骤3.3：计算残差二阶矩上界

步骤3.4：计算故障检测阈值

步骤3.5：设定故障检测逻辑

若故障检测统计量小于等于所述故障检测阈值，即T_D(k)≤J_D(k)时，则系统正常；

若故障检测统计量大于所述故障检测阈值，即T_D(k)＞J_D(k)时，则系统故障。