[发明专利]一种机翼损伤情况下的故障检测方法及装置

权利要求书

1.一种机翼损伤情况下的故障检测方法，其特征在于，所述故障检测方法包括：

根据飞机的动力学方程，反解飞机的气动力和气动力矩系数关于可测状态量的表达式，结合飞机的气动力矩系数模型，构建升力系数辨识模型，过程包括：

根据飞机质心动力学方程计算飞机所受合外力在机体坐标系OZ轴上的投影分量Z：

式中，m为飞机质量，u、v、w为机体轴系下三轴速度分量；

飞机所受合外力分解为气动力、发动机推力与重力，将其投影在OZ轴，得

式中，T为发动机推力，为发动机安装角，L_ba-3为气流轴系到体轴系的转换矩阵的第三行，F_air为气动力，θ为俯仰角，φ为滚转角；

上式中，L_ba-3＝[sinαcosβ -sinαsinβ cosα]；

气动力F_air表示为：F_air＝0.5ρV²S_ref[-C_D C_C -C_L]^T；

式中，C_D为阻力系数，C_C为侧力系数，C_L为升力系数；

根据上式得：

整理后可得到气动力系数方程如下：

C_L-cf＝ψ_L-cfε_L-cf+v_L-cf；

式中：ψ_L-cf＝0.5ρV²S_ref[sinαcosβ -sinαsinβ cosα]，ε_L-cf＝[-C_D,C_C,-C_L]^T，v_L-cf为测量噪声；

经过对飞行状态参数的多次采样，构建第n组气动力系数方程如下：

基于上述推导，构建的的升力系数辨识模型为：

L_L-cf＝Ψ_L-cfε_L-cf+V_L-cf；

其中，L_L-cf为由飞机气动力在体轴系OZ轴上的分量构成的向量：

Ψ_L-cf为飞机状态量信息矩阵：

ε_L-cf为待辨识气动力系数构成的向量：ε_L-cf＝[-C_D,C_C,-C_L]^T；

V_l-cf为由测量噪声构成的向量：

采用限定记忆最小二乘法，在线辨识升力系数，过程包括：

根据最小二乘法的原理，构造指标函数：

式中，为ε_l-cf的估计值；

为使指标函数J_L-cf最小，估计值满足：

式中，Ψ_L-cf⁺为Ψ_L-cf的广义逆；

将辨识得到的升力系数与风洞试验数据进行对比，判断故障类型位置并计算故障严重程度。