[发明专利]一种基于故障混杂模型的机电系统故障传播分析方法

权利要求书

1.一种基于故障混杂模型的机电系统故障传播分析方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

将机电系统按照功能分为若干功能模块；

所述功能模块的故障混杂模型分为离散层、连续层和交互层；

所述离散层用于表示功能模块发生结构性故障后对应的电路拓扑结构；所述连续层用于表示功能模块发生非结构性故障后对应的功能模块中电子器件参数变化；所述交互层用于表示功能模块由离散层和连续层共同作用得到的故障混杂模型结果；

所述结构性故障，指由功能模块中电子器件故障引起的电路拓扑结构改变；所述非结构性故障，指功能模块中电子器件退化或参数漂移导致的电性能信号变化；

建立各功能模块的故障混杂模型；包括：

定义功能模块中电子器件发生结构性故障为离散事件，分析各功能模块中电子器件发生结构性故障的情况，得到n个离散事件；

确定在每个离散事件中，故障混杂模型离散层的电路拓扑结构，建立相应的结构性故障下的电路状态方程；

分析所述结构性故障电路状态方程中涉及到的电子器件，在故障混杂模型连续层中得到所涉及电子器件的参数变化函数；

将离散层建立的结构性故障电路状态方程和相应的连续层所涉及的电子器件的参数变化函数，分别输入到故障混杂模型的交互层；

在交互层中，用电子器件参数变化函数代替结构性故障电路状态方程中的相应的电子器件参数值，得到故障混杂模型结果；

根据各功能模块的故障混杂模型，得到相应的功能模块故障混杂模型传递函数；

根据机电系统的输入信号、各功能模块故障混杂模型传递函数得到机电系统故障混杂模型输出信号，实现基于故障混杂模型的故障混杂传播。

2.根据权利要求1所述的基于故障混杂模型的机电系统故障传播分析方法，其特征在于，对各功能模块的故障混杂模型结果进行拉普拉斯变换，得到相应的功能模块故障混杂模型传递函数。

3.根据权利要求1所述的基于故障混杂模型的机电系统故障传播分析方法，其特征在于，分析各功能模块正常工作时的电路拓扑结构，建立相应的电路状态方程，经拉普拉斯变换得到相应功能模块正常传递函数。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的基于故障混杂模型的机电系统故障传播分析方法，其特征在于，机电系统中的u个功能模块之间的输入输出关系为：

机电系统故障混杂模型的输入信号其中1≤i、m≤u，C_m′(t-1)表示故障混杂情况下第m个功能模块在t-1时刻的输出信号；

e_im表示第i个功能模块和第m个功能模块之间的连接关系：

C_r′(t)表示故障混杂情况下第r个功能模块在t时刻的输出信号；n表示机电系统的各个功能模块中离散事件个数；l_rj表示第r个功能电路中第j个离散事件是否发生，l_rj＝0表示第r个功能模块中第j个离散事件不发生，l_rj＝1表示第r个功能电路中第j个离散事件发生，G_rj表示第r个功能模块中第j个离散事件对应的故障混杂模型传递函数；l₁,l₂,···,l_u分别表示第1,2,···,u个功能模块是否正常工作，G₁,G₂,···,G_u分别表示1,2,···,u个功能模块正常工作时的传递函数。

5.根据权利要求4所述的基于故障混杂模型的机电系统故障传播分析方法，其特征在于，在机电系统中u个功能模块之间的输入输出关系中，对于每一路的输入输出关系，l_r1,l_r2,···,l_rn,l_r中有且只有一个值为1，其余值为0。