[发明专利]一种激光惯组故障预测方法和系统

权利要求书

1.一种基于腔长控制电路数学模型的激光惯组故障预测方法，其特征在于，包括：

对腔长控制电路数学模型进行解析，确定将系统动态响应特性的超调量作为系统健康指征；

通过腔长控制回路仿真试验，采集得到系统动态响应特性的超调量的试验值，并根据试验值绘制超调量衰变曲线；

根据绘制的超调量衰变曲线，采用趋势外推法建立拟合函数模型，并通过拟合函数模型，进行激光惯组故障预测。

2.根据权利要求1所述的基于腔长控制电路数学模型的激光惯组故障预测方法，其特征在于，所述腔长控制电路数学模型为：实际电路中的腔长控制机构对应的数学模型；所述腔长控制电路数学模型中的原始传递函数为其中，s表示复变量，τ表示时间常数。

3.根据权利要求2所述的基于腔长控制电路数学模型的激光惯组故障预测方法，其特征在于，对腔长控制电路数学模型进行解析，确定将系统动态响应特性的超调量作为系统健康指征，包括：

确定腔长控制电路数学模型中的原始传递函数

将原始传递函数转换为状态方程：

其中，x表示状态向量，表示状态向量的微分，u表示输入向量，y表示量测值；

根据状态方程随时间变化的规律，使原始传递函数中的时间常数τ随着仿真时间发生线性变化，以模拟腔长控制机构的退化过程；

根据对退化过程的分析比较，确定将系统动态响应特性的超调量作为系统健康指征；其中，所述系统动态响应特性用于指示系统性能的衰退。

4.根据权利要求1所述的基于腔长控制电路数学模型的激光惯组故障预测方法，其特征在于，通过腔长控制回路仿真试验，采集得到系统动态响应特性的超调量的试验值，并根据试验值绘制超调量衰变曲线，包括：

进行腔长控制回路仿真试验，每隔1个时间单位加入幅值为1的脉冲信号，以模拟实际系统运行过程中负载的变化情况；

采集得到系统动态响应特性的超调量的试验值，并根据试验值绘制超调量衰变曲线。

5.根据权利要求1所述的基于腔长控制电路数学模型的激光惯组故障预测方法，其特征在于，根据绘制的超调量衰变曲线，采用趋势外推法建立拟合函数模型，并通过拟合函数模型，进行激光惯组故障预测，包括：

从超调量衰变曲线中提取前31个时间单位的数据作为趋势外推法的初始数据；

对所述初始数据进行一次移动平均，得到一次移动平均结果

对一次移动平均结果进行二次移动平均，得到二次移动平均结果

根据和确定拟合函数模型的平滑系数b_t和修正滞后偏差a_t：

确定拟合函数模型的表达式：

其中，y表示被预测的变量，y_t表示第t期的测量值，N表示移动平均值的跨越期，T表示向未来预期的期数；

根据拟合函数模型得到激光惯组故障预测结果。

6.一种基于腔长控制电路数学模型的激光惯组故障预测系统，其特征在于，包括：

系统健康指征确定模块，用于对腔长控制电路数学模型进行解析，确定将系统动态响应特性的超调量作为系统健康指征；

数据采集模块，用于通过腔长控制回路仿真试验，采集得到系统动态响应特性的超调量的试验值，并根据试验值绘制超调量衰变曲线；

预测模块，用于根据绘制的超调量衰变曲线，采用趋势外推法建立拟合函数模型，并通过拟合函数模型，进行激光惯组故障预测。

7.根据权利要求6所述的基于腔长控制电路数学模型的激光惯组故障预测系统，其特征在于，所述腔长控制电路数学模型为：实际电路中的腔长控制机构对应的数学模型；所述腔长控制电路数学模型中的原始传递函数为其中，s表示复变量，τ表示时间常数。