[发明专利]一种用于高速飞行器温度控制系统的故障检测方法

说明书

本发明公开了一种用于高速飞行器温度控制系统的故障检测方法，包括以下步骤：首先，根据高速飞行器温度控制系统的动力学模型，构建非线性分布参数系统并进行线性化处理。其次，设置自适应事件触发机制条件，建立模糊故障检测滤波器模型。然后，构建故障检测模型，设计残差评价函数和检测阈值，建立故障检测判断逻辑。此外，设计李雅普诺夫函数，依据李雅普诺夫直接法，得到模糊故障检测滤波器模型的未知参数。最后，根据所设计的模糊故障检测滤波器模型，检测故障是否发生。本发明能够有效地检测高速飞行器温度控制系统是否发生故障，所设计的自适应事件触发机制可以提高网络资源利用率，节省网络传输资源。

技术领域

本发明涉及故障检测技术领域，具体的说是一种用于高速飞行器温度控制系统的故 障检测方法。

背景技术

随着科技的发展，高速飞行器因其具有较高的速度以及机动性优势，广泛应用于军 事等领域。然而，高速飞行器在飞行过程中表面温度分布往往具有很强的非线性以及空间分 布特性。因此，针对非线性问题，可以采用Takagi-Sugeno(T-S)模糊模型进行线性化处理； 对于空间分布特性，可以采用偏微分方程进行系统建模。

此外，飞行器在高速飞行过程中因与大气发生摩擦导致表面温度急剧升高，容易发 生元件失灵等故障。同时，在飞行过程中伴随着许多干扰，这会给飞行造成极大的困难，严 重会导致机翼损坏，带来灾难性的后果。因此，在飞行器高速飞行过程中抵抗干扰并检测故 障是有意义的。此外，飞行器表面温度分布往往具有很强的随机性，这也给系统故障检测带 来了很大困难。

为及时地检测故障，结合网络化系统，设计故障检测滤波器来检测故障。然而，网络传输过程中的海量实时数据，容易造成信号冗余，导致通信崩溃。因此，在网络传输过程中需要引入一些技术来减少网络传输数据，节省网络传输资源。为此，有学者提出了一种事件触发机制，通过调整触发条件，有效地减少传输数据。然而，传统的触发阈值往往是固定的，不能满足系统动态性、时变性的需要。同时，现有研究结果只在时间上考虑事件触发机制，没有考虑系统的空间特性。因此，根据系统的动态变化，构建基于空间的事件触发机制，设计动态的触发阈值是有意义的。

发明内容

为了解决现有技术中的不足，本发明提供一种用于高速飞行器温度控制系统的故障 检测方法，该故障检测方法能够有效地检测高速飞行器温度控制系统是否会发生故障，并在 高速飞行器温度控制系统的仿真验证中取得了较好的效果。

为了实现上述目的，本发明采用的具体方案为：

一种用于高速飞行器温度控制系统的故障检测方法，包括以下步骤：

步骤1、构建高速飞行器温度控制系统的动力学模型，将建立的动力学模型归纳为一类非线 性分布参数系统，然后对该分布参数系统进行线性化处理；

步骤2、采用基于空间的自适应事件触发机制，设计自适应触发阈值，得到满足触发条件的 传输数据；

步骤3、构建模糊故障检测滤波器模型，以步骤2得到的传输数据作为模糊故障检测滤波器 模型实际输入，将该实际输入代入构建的模糊故障检测滤波器模型，以获得故障检测所需的 残差信号；

步骤4、基于获得的残差信号设计残差评价函数和检测阈值，进而构造故障检测判断逻辑；

步骤5、构建故障检测模型，基于故障检测模型设计李雅普诺夫函数，采用李雅普诺夫直接 法求解线性矩阵不等式以得到模糊故障检测滤波器模型的未知参数；

步骤6、将步骤5求得的未知参数代入模糊故障检测滤波器模型中，能够获得所需的残差信 号，将该残差信号代入步骤4中得到残差评价函数和检测阈值；

步骤7、借助故障检测判断逻辑，通过比较残差评价函数和检测阈值的大小判断故障是否发 生。

进一步地，步骤1中，采用T-S模糊模型对非线性分布参数系统进行线性化处理，得到T-S模糊系统模型。

进一步地，步骤3中，基于异步技术，采用T-S模糊模型构建模糊故障检测滤波器模型。