[发明专利]一种悬浮控制系统的状态监测方法、系统及相关装置

说明书

本申请提供一种悬浮控制系统的状态监测方法，包括：获取悬浮控制系统的输入数据和输出数据；根据输入数据确定对应的模型分子分母阶数和悬浮控制系统的闭环传递函数；根据闭环传递函数计算开环传递函数；根据开环传递函数和初始控制器传递函数确定被控对象的传递函数；根据被控对象的传递函数和第一预设公式确定间隙度量；根据间隙度量对应的区间确定悬浮控制系统的健康状态。本申请将被控对象传递函数与最初系统的被控对象传递函数之间的间隙度量作为系统的健康指标，从而实现健康监测，避免列车无法运行、严重的经济损失和高额的维修费用。本申请还提供一种悬浮控制系统的状态监测系统、计算机可读存储介质和电子设备，具有上述有益效果。

技术领域

本申请涉及电子设备安全领域，特别涉及一种悬浮控制系统的状态监测方法、系统及相关装置。

背景技术

悬浮系统是磁悬浮列车的核心系统之一。如果悬浮系统发生故障，轻则导致列车无法运行，重则导致严重的经济损失和维修费用。系统故障并不是系统完全无法运行，而是系统的性能不在理想范围内。

为了解决这个问题，需要进行故障预测与健康管理。目前绝大多数的故障预测与健康管理是对系统进行异常检测、健康监测、故障诊断、故障预测和健康管理等，其中健康监测技术主要是采用控制系统的性能指标中确定性指标、鲁棒性指标和随机性指标监测系统的性能。

现有的绝大多数故障预测与健康管理技术只是起到监测和预测系统状态的作用，并没有在系统性能退化过程中采取相应的措施延长系统的剩余使用寿命。其次，通过改变控制参数来延长系统剩余使用寿命的控制策略需要重复的更改控制器参数和下载程序到控制板，甚至找不到较好的控制器参数，这会导致需要花费大量的工作量和时间，直接导致监测力度差、性能不佳。

发明内容

本申请的目的是提供一种悬浮控制系统的状态监测方法、系统、计算机可读存储介质和电子设备，能够实现对悬浮控制系统的健康监测。

为解决上述技术问题，本申请提供一种悬浮控制系统的状态监测方法，具体技术方案如下：

获取所述悬浮控制系统的初始输入输出数据，并根据所述初始输入输出数据确定所述悬浮控制系统的闭环传递函数；

根据所述闭环传递函数计算开环传递函数，根据所述开环传递函数和初始控制器传递函数确定被控对象的初始传递函数；

获取所述悬浮控制系统的最新输入输出数据，并根据所述最新输入输出数据确定所述悬浮控制系统的当前闭环传递函数；

根据所述当前闭环传递函数计算当前开环传递函数，根据当前开环传递函数和所述初始控制器传递函数确定被控对象的最新传递函数；

确定所述被控对象的初始传递函数和所述最新传递函数之间的间隙度量；

根据所述间隙度量对应的区间确定所述悬浮控制系统的健康状态。

可选的，还包括：

当所述间隙度量超过警戒阈值时，调节控制器传递函数。

可选的，调节控制器传递函数包括：

利用通用传递函数中的优化参数调节控制器传递函数；

其中，所述通用传递函数为

其中，k_p是所述优化参数中的比例增益，k_i是所述优化参数中的积分增益，k_d是所述优化参数中的微分增益。

可选的，还包括：

确定所述比例增益、所述积分增益和所述微分增益的取值区间。

可选的，确定所述比例增益、所述积分增益和所述微分增益的取值区间包括：