[发明专利]一种动车组制动系统间歇乘性传感器故障的鲁棒检测方法

摘要

本发明公开了一种动车组制动系统间歇乘性传感器故障的鲁棒检测方法，属于信号处理领域，该方法包括：建立动车组制动系统状态空间模型步骤，设计鲁棒残差生成器步骤，设计故障检测策略步骤。本发明有效保障了动车组乘性间歇传感器故障检测的实际应用需求，在系统具有随机不确定性的情况下可以实时在线检测乘性间歇传感器故障的发生与消失，达到了自动化与智能化检测。

主权项

1.一种动车组制动系统间歇乘性传感器故障的鲁棒检测方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：建立动车组制动系统状态空间模型，如公式(1)所示：其中，为系统状态，为控制输入，为测量输出；为过程噪声，为测量噪声；为过程参数，为测量参数；为过程参数不确定性，为测量参数不确定性；为乘性间歇传感器故障，其形式如公式(2)所示：其中，Γ(·)为单位阶跃函数，Fi为第i个间歇故障的模式，ko,i为第i个间歇故障的发生时间，kd,i为第i个间歇故障的消失时间；上述随机变量满足下列条件：初始系统状态x(0)的均值为协方差为P₀，二阶矩为Σ₀；噪声w(k)和v(k)的均值均为零，协方差矩阵分别为Σ_w(k)，Σ_v(k)；参数不确定性A_δ(k),B_δ(k),C_δ(k)的均值均为零，协方差矩阵分别为步骤2：设计鲁棒残差生成器，具体包括如下步骤：步骤2.1：离线设计滤波器增益，具体包括如下步骤：步骤2.1.1：设定滤波器初值步骤2.1.2：计算中间变量步骤2.1.3：计算滤波器增益Kx(k)＝H(k)Cc(k)TS(k)‑1,                      (6)；步骤2.1.4：计算状态估计误差协方差步骤2.2：在线计算鲁棒残差，具体包括如下步骤：步骤2.2.1：设定状态估计初值步骤2.2.2：计算状态预测值步骤2.2.3：计算新息步骤2.2.4：计算状态估计值步骤2.2.5：计算残差步骤3：设计故障检测策略，具体包括如下步骤：步骤3.1：计算故障检测统计量TD(k)＝r(k)Tr(k),                         (13)；步骤3.2：计算故障检测阈值步骤3.3：设定故障检测逻辑若TD(k‑1)≤JD(k‑1),TD(k)＞JD(k)，则k时刻发生故障，故障警报指示量Ia＝1，若TD(k‑1)＞JD(k‑1),TD(k)≤JD(k)，则k时刻故障消失，故障解除指示量Ir＝1。