沈阳飞机工业(集团)有限公司闫晶晶获国家专利权
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龙图腾网获悉沈阳飞机工业(集团)有限公司申请的专利一种融合迭代算法的飞机系统故障检测方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119087978B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-21发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411217687.4,技术领域涉及:G05B23/02;该发明授权一种融合迭代算法的飞机系统故障检测方法是由闫晶晶;邓国鹏;台春雷;王焱焱;李东博设计研发完成,并于2024-09-02向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种融合迭代算法的飞机系统故障检测方法在说明书摘要公布了:本发明涉及飞机系统故障检测技术领域,特别是涉及一种融合迭代算法的飞机系统故障检测方法。本发明提供的一种基于m+1个自适应观测器的非线性飞机系统状态变量和故障信号的联合估计方法,考虑由于实际系统中广泛存在的非线性特性,弥补已有针对线性飞机系统所设计的估计方法的不足,具有更加广泛和深远的理论意义和实际应用价值;其次,同时提供系统状态变量和故障信号的估计值,可以及时检测出故障的存在,并为实时检测飞机系统的动态行为以及完成特定的控制任务奠定基础;同时,通过设计m+1个自适应观测器以及给出的迭代算法1,可以有效地抑制故障信号的导数对于所设计的观测其器的估计性能的影响,进而大幅度提高所提出的估计方法的估计性能。
本发明授权一种融合迭代算法的飞机系统故障检测方法在权利要求书中公布了:1.一种融合迭代算法的飞机系统故障检测方法,其特征在于,包括以下步骤: S1:建立面向非线性飞机系统的动力学模型,所述动力学模型为带有外部扰动的非线性连续时间系统,并基于所述动力学模型对故障信号进行数学表征; S2:针对故障信号分布矩阵和系统输出矩阵,验证相关矩阵秩所需要满足的条件; S3:验证相关系统矩阵的可观测条件; S4:采用模糊逻辑技术对飞机系统中的未知非线性函数进行逼近; S5:针对模糊逻辑技术中所包含的理想常参数向量,设计自适应率对其进行逼近; S6:基于模糊逻辑技术和上述自适应率,得到对飞机系统中的未知非线性函数的估计值的表达式; S7:基于系统的输出值和对未知非线性函数的估计值,结合迭代思想,设计m+1个自适应观测器,提供对非线性飞机系统的状态变量和故障信号的估计值,同时有效抑制故障信号的导数对估计性能的影响; S8:结合所设计的m+1个自适应观测器所提供的估计值,给出针对非线性飞机系统的状态变量和故障信号的估计值的表达式; S9:基于所设计的自适应观测器,定义一系列估计误差变量; S10:对于上述误差变量,结合非线性飞机系统的动力学模型和所设计的自适应观测器,得到对应误差系统的表达式; S11:基于李亚普诺夫稳定性理论和矩阵不等式技术,给出以线性矩阵不等式方式呈现的观测器增益矩阵设计条件; S12:给出观测器增益矩阵求解的具体数学表达式; S13:给出一个同时获得对非线性飞机系统的状态变量和故障信号的估计值的迭代算法; S14:通过仿真平台验证针对非线性飞机系统所提出的故障检测方案的有效性,并基于仿真结果对改方案进行优化完善; 所述的步骤11,具体如下: 通过求解如下所示的线性矩阵不等式,得到所设计的自适应观测器的增益矩阵K,L和F; 对于给定的正数δ1,δ2,δ3,δ4,如果存在对称正定矩阵矩阵以及使得如下所示的线性矩阵不等式成立: 其中 矩阵A,E,C表示具有恰当维数的已知系统相关矩阵,表示矩阵C的伪逆,α和分别是由设计者给定的正常数和正定矩阵,表示矩阵的逆矩阵,符号“★”表示对称矩阵中的对称项,上标“T”表示矩阵的转置,符号表示具有恰当维数的单位矩阵,“0”表示具有恰当维数的零矩阵,表示维数为nx的单位矩阵;那么可以得出所设计的自适应观测器5-8及自适应率3,可使得如下性能指标满足: 估计误差系统14中的所有信号都是有界的; 当dt=0时,状态变量和故障信号的平均估计误差序列将趋于零; 所述的步骤12:进而,得到观测器的增益矩阵F和 K=Q-1P,L=FCK-G18 其中矩阵Q-1表示矩阵Q的逆矩阵。
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