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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基于未知输入观测器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：CN119596906B 。

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：202411746433.1，技术领域涉及：G05B23/02；该发明授权基于未知输入观测器的飞机系统故障检测方法是由闫晶晶;姜卓;李奇;刘科文;顾新;王帅设计研发完成，并于2024-12-02向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于未知输入观测器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，特别是涉及一种基于未知输入观测器的飞机系统故障检测方法。本发明可实现对非线性飞机系统的状态变量和故障信号的联合估计，并有效减少外部扰动对于估计性能的影响。可弥补现有的基于残差信号的故障检测方法的不足，不仅可提供故障发生时间，还可提供对故障幅值的估计值，便于后期对故障进一步的处理，具有更加广泛和深远的理论意义和实际应用价值；可同时提供对系统的状态变量和故障信号的估计值，不仅可以及时检测出故障的存在，还可为实时监测系统的动态行为以及完成特定的控制任务奠定一定的基础。

本发明授权基于未知输入观测器的飞机系统故障检测方法在权利要求书中公布了：1.基于未知输入观测器的飞机系统故障检测方法，其特征在于，包括以下步骤： S1：建立面向飞机系统的非线性状态空间模型，所述模型为带有外部扰动的非线性连续时间系统，并基于所述状态空间模型对故障信号进行数学表征； 该非线性状态空间模型如下所示： 其中，分别表示维数为nx，nu，nx，nf，和ny的非线性飞机系统的状态变量、控制输入信号、非线性向量函数、故障信号、部分可解耦的外部有界扰动和系统的测量输出信号；t表示时间，符号“∈”表示属于关系，和分别表示维数为nx，nu，nf，和ny的欧式空间；故障信号gt对时间t的一阶导数是有界的，但其对时间t的二阶导数没有要求；非线性向量函数满足Lipschitz条件，即，其中符号“||||”表示矩阵或向量的范数，是Lipschitz常数；矩阵A，B，F，D，C分别表示具有恰当维数的系统矩阵； S2：将外界扰动信号分解为可解耦和不可解耦的两部分； S3：针对相关系统矩阵，验证矩阵秩所需要满足的条件； S4：为实现对飞机系统中的故障信号的估计，通过引用辅助变量构建故障信号与系统的测量输出信号之间的关系； 基于故障信号gt和系统的测量输出信号yt，引用如下辅助变量： ft＝gt+Eyt2 其中矩阵E为需要设计的学习矩阵，后面将给出其详细的设计条件； 由2式可得 S5：基于系统测量输出信号，给出自适应未知输入观测器的表达式实现对系统状态变量和故障信号的联合估计； 基于2式的辅助变量和系统的测量输出信号，设计如下4式所示的自适应未知输入观测器以实现对系统的状态变量xt和故障信号gt的联合估计： 其中，表示维数为nx的观测器的状态变量；表示ft的估计值，且维数为nf；矩阵N，P，G，L，Lf为需要设计的观测器的增益矩阵，后面将给出详细的设计条件； 由4式中给出的自适应未知输入观测器，可以得到对系统的状态变量xt和故障信号gt的估计值分别为： 其中和分别表示对系统的状态变量xt和故障信号gt的估计值； S6：定义估计误差变量，并结合系统状态空间模型和所设计的自适应未知输入观测器得到估计误差系统的动态方程；具体操作如下： 定义如下所示的对系统的状态变量和辅助变量的估计误差变量： 其中和分别表示对系统的状态变量和对辅助变量的估计误差变量； 基于1式中的系统状态空间模型和4式中的自适应未知输入观测器，得到如下估计误差系统的动态方程： 其中 设计观测器的增益矩阵使得如下矩阵条件成立： 进而，得到如下所示的估计误差系统： S7：结合李亚普诺夫稳定性理论和矩阵不等式技术，以线性矩阵不等式的形式给出未知输入观测器的增益矩阵的详细设计条件；具体操作如下： 结合李亚普诺夫稳定性理论和矩阵不等式技术，以线性矩阵不等式的形式给出如下观测器的增益矩阵的详细设计条件； 对于给定的正数β1，β2，β3和β4，如果存在对称正定矩阵Q和R，矩阵Mz，W，和Mf，使得如下线性矩阵不等式成立： 其中符号“*”表示对称矩阵中的对称项，HeWCF＝WCF+WCFT，上标“T”表示矩阵的转置，符号“I”表示具有恰当维数的单位矩阵；那么可以推理出4式中所设计的自适应未知输入观测器可以保证8式中所示的估计误差系统中的全部变量都是有界的； S8：给出算法1，用于详述所设计的未知输入观测器的增益矩阵的求解过程； 算法1： ①矩阵G＝D1CD1TCD1-1CD1T+G0I-CD1CD1TCD1-1CD1T，其中矩阵G0由设计者自行选择，计算出矩阵 ②通过求解9式中的线性矩阵不等式，可以得到对称正定矩阵Q，R，和矩阵Mz，W， 和Mf的取值； ③经计算得到如下增益矩阵： S9：给出算法2，用于同时获得对系统状态变量和故障信号的实时估计值； S10：通过仿真平台验证针对飞机系统所提出的故障检测方案的有效性，并基于仿真结果对该方案进行调整完善与优化。

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