[发明专利]传感器状态检测方法、装置、电子设备及存储介质

说明书

本发明提供一种传感器状态检测方法、装置、电子设备及存储介质，包括：基于风机线性变参数模型构建滑模故障观测器；将传感器测量数据和风机控制器输出的控制量输入至所述滑模故障观测器，以获取传感器故障补偿信号；根据所述传感器故障补偿信号对所述控制量进行修正。本发明基于风机线性变参数模型设计故障观测器，将有故障风险的传感器作为风机部件增广至风机线性变参数模型中，进而进行故障的检测，提升了传感器故障诊断的精度和适用范围，提供了传感器故障或者失效后的故障检测、隔离以及容错控制的能力，降低了模型不确定性对故障诊断带来的影响，物理概念性强，在满足安全性的同时增加了经济性。

技术领域

本发明涉及机电故障诊断技术领域，尤其涉及一种传感器状态检测方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

针对传感器故障或者失效后的故障检测与隔离(Fault Detection Isolation，FDI)以及容错控制(Fault Tolerant Control，FTC)，现有技术可以分为三大类，分别为硬件余度、信息方法和软余度的方法。

传统的硬件余度的方法会带来成本的上升，且双余度(即同一信号配置两个传感器)的解决方案也只能进行故障的检测，难以进行故障的定位。

信息方法，即数据驱动和基于信号的方法，过于依赖于系统的解析余度和传感器余度，在特定风机的数据样本量不足时其效果难以保证，且在降低对噪声和干扰的敏感性等方面还需要进行更多研究。

基于模型的软余度方法可以解决上述问题，该方法依赖数学模型在线产生观测值，但风电机组是一个较复杂的非线性系统，通过分段线化的方法产生的模型，仅能在特定范围内保证精度，一旦超出特定范围精度会有明显的下降，故限制了该方法的使用范围。

有鉴于此，亟需改进现有的传感器状态检测方法，以克服现有技术所存在的不足。

发明内容

本发明提供一种传感器状态检测方法、装置、电子设备及存储介质，用以解决或一定程度改善现有技术在实现传感器状态检测以及容错控制时所存在的各方面缺陷，以实现对于传感器的状态检测既满足安全性，同时能提升经济性。

第一方面，本发明提供一种传感器状态检测方法，包括：基于风机线性变参数模型构建滑模故障观测器；

将传感器测量数据和风机控制器输出的控制量输入至所述滑模故障观测器，以获取传感器故障补偿信号；

根据所述传感器故障补偿信号对所述控制量进行修正。

根据本发明提供的一种传感器状态检测方法，在基于风机线性变参数模型构建滑模故障观测器之前，还包括：

基于控制量、传感器故障信号和系统状态量，构建所述风机线性变参数模型。

根据本发明提供的一种传感器状态检测方法，所述基于风机线性变参数模型构建滑模故障观测器，包括：

构建传感器故障信号矩阵；

将所述传感器故障信号矩阵增广至所述风机线性变参数模型，获取增广故障信号矩阵；

基于所述增广故障信号矩阵，构建所述滑模故障观测器。

根据本发明提供的一种传感器状态检测方法，在将传感器测量数据和风机控制器输出的控制量输入至所述滑模故障观测器之前，还包括：

通过构建所述滑模故障观测器的输出向量误差的系数矩阵、注入故障信号的系数矩阵、注入故障信号的增益三者之间的线性矩阵不等式优化为约束，以所述模型不确定性与重构差值之间的L2增益小于预设阈值为目标，求解所述输出向量误差的系数矩阵、所述注入故障信号的系数矩阵和所述注入故障信号的增益，以获取当前的滑模故障观测器；

所述重构差值是传感器故障重构信号与传感器故障信号之间的差值。