[发明专利]基于事件驱动的动车组鲁棒传感器间歇故障检测方法

摘要

本发明公开了一种基于事件驱动的动车组鲁棒传感器间歇故障检测方法，属于信号处理领域，该方法包括：动车组随机不确定状态空间模型建立步骤；事件触发策略设计步骤；事件驱动的鲁棒残差生成器设计步骤，离线设计状态估计器增益：设定状态估计器初值，计算中间变量，计算状态估计器增益，计算状态估计误差协方差上界，在线计算残差：设定状态估计初值，计算一步状态预测值，计算新息，计算状态估计值，计算残差；间歇故障检测策略设计步骤，计算故障检测统计量，计算故障检测阈值，设定故障检测逻辑。本发明方法能够同时检测间歇故障的发生时刻和消失时刻，保障了动车组平稳安全运行，有效保障了实际应用需求。

主权项

1.基于事件驱动的动车组鲁棒传感器间歇故障检测方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：建立动车组随机不确定状态空间模型；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；为传感器故障；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；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)，v(k)的均值为零，协方差分别为Σ_w(k)，Σ_v(k)；参数不确定性A_δ(k),B_δ(k),C_δ(k)的均值为零，协方差分别为步骤2：设计事件触发策略；当前k时刻的第i个传感器的测量值满足下述触发条件时才会被传输||yi(k)‑yi(k‑l)||2＞δi,      (2)；其中，y_i(k‑l)为之前传输的第i个传感器的测量值，为触发阈值；令k_t,1,k_t,2,…为触发时刻序列，则实际传输的测量值为步骤3：设计事件驱动的鲁棒残差生成器；具体包括如下步骤：步骤3.1：离线设计状态估计器增益，具体包括如下步骤：步骤3.1.1：设定状态估计器初值步骤3.1.2：计算中间变量步骤3.1.3：计算状态估计器增益K(k)＝T(k)Cc(k)TQ(k)‑1    (6)；步骤3.1.4：计算状态估计误差协方差上界步骤3.2：在线计算残差，具体包括如下步骤：步骤3.2.1：设定状态估计初值步骤3.2.2：计算状态预测值步骤3.2.3：计算新息步骤3.2.4：计算状态估计值步骤3.2.5：计算残差步骤4：设计间歇故障检测策略，具体包括如下步骤；步骤4.1：计算故障检测统计量步骤4.2：计算故障检测阈值步骤4.3：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。