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多模型的运载火箭姿态控制系统故障检测与隔离
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作者 谢昌霖 程玉强 +1 位作者 杨述明 宋立军 《国防科技大学学报》 北大核心 2025年第2期60-67,共8页
针对运载火箭姿态控制系统结构复杂、故障高发的问题,提出一种基于多模型的故障检测与隔离算法。建立运载火箭小偏差姿态动力学模型,设计系统的卡尔曼滤波器;结合专用观测器思想,利用多个不同结构的卡尔曼滤波器组生成对应残差,使得单... 针对运载火箭姿态控制系统结构复杂、故障高发的问题,提出一种基于多模型的故障检测与隔离算法。建立运载火箭小偏差姿态动力学模型,设计系统的卡尔曼滤波器;结合专用观测器思想,利用多个不同结构的卡尔曼滤波器组生成对应残差,使得单个残差仅对于传感器或执行机构的某一故障敏感,并通过理论推导了故障隔离策略,以实现运载火箭不同故障类型的检测和隔离。仿真分析表明,无故障时,残差结果均没有超出设定阈值,算法未出现报警;传感器或执行机构故障时,提出的隔离策略可以准确定位故障,从而验证了该算法的有效性。 展开更多
关键词 运载火箭 故障检测与隔离 卡尔曼滤波器 传感器 执行机构
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组合导航系统故障诊断和隔离算法研究综述
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作者 庾靖 李蓬蓬 +2 位作者 魏征 刘小汇 牟卫华 《无线电工程》 2025年第2期323-333,共11页
组合导航系统故障诊断和隔离算法对于增强系统可靠性和安全准确的导航至关重要。综述了近年来国内外组合导航系统故障诊断和隔离算法领域的研究进展。介绍了包括基于残差统计、模型架构以及数据驱动的故障检测算法和不同数据融合结构下... 组合导航系统故障诊断和隔离算法对于增强系统可靠性和安全准确的导航至关重要。综述了近年来国内外组合导航系统故障诊断和隔离算法领域的研究进展。介绍了包括基于残差统计、模型架构以及数据驱动的故障检测算法和不同数据融合结构下的故障隔离容错算法。分析了现有算法的性能和应用范围,并梳理了发展脉络以及面临的困难挑战。对算法的发展趋势进行了展望,为提高组合导航系统可靠性研究提供了思路。 展开更多
关键词 组合导航 故障检测 故障隔离 容错技术
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基于模糊模型的故障诊断方法在暖通空调系统的应用
3
作者 胡晓军 《建筑电气》 2025年第4期44-48,共5页
在介绍暖通空调系统故障诊断方法和难点基础上,阐述一种基于无故障子系统稳态行为的通用模糊模型和基于模糊模型的暖通空调系统故障诊断方法,嵌入安装于建筑既有楼宇自控系统和能源管理平台。结合实际工程应用案例,探讨采用该模糊故障... 在介绍暖通空调系统故障诊断方法和难点基础上,阐述一种基于无故障子系统稳态行为的通用模糊模型和基于模糊模型的暖通空调系统故障诊断方法,嵌入安装于建筑既有楼宇自控系统和能源管理平台。结合实际工程应用案例,探讨采用该模糊故障诊断策略系统在暖通空调系统故障诊断可靠性、减少误报率和节约能源方面的作用。 展开更多
关键词 故障诊断 故障检测和隔离(fdi) 基于模型的故障检测与诊断方法(FDD) 暖通空调系统 模糊模型 楼宇自控 控制策略 能源管理
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继电保护中的自动化协同故障处理技术分析
4
作者 孙云杰 胡道玖 《集成电路应用》 2024年第12期326-327,共2页
阐述继电保护与配电自动化协同故障处理能够提高故障响应速度、增强系统运行可靠性。探讨继电保护与配电自动化协同故障处理技术的应用,包括同步故障检测与定位、协同故障隔离与恢复。
关键词 继电保护系统 协同故障处理技术 故障检测与定位 故障隔离与恢复
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基于解析冗余关系的动态系统故障检测和隔离 被引量:16
5
作者 王秋生 樊久铭 +1 位作者 徐敏强 邹经湘 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期924-927,共4页
利用解析冗余关系方法进行故障检测和隔离的关键就是系统解析冗余关系的建立.未知变量剔出法对模型复杂的非线性动态系统是非常困难的.通过在系统键合图模型中加入观测信号和虚拟传感器的方法建立系统的诊断键合图模型,根据诊断键合图... 利用解析冗余关系方法进行故障检测和隔离的关键就是系统解析冗余关系的建立.未知变量剔出法对模型复杂的非线性动态系统是非常困难的.通过在系统键合图模型中加入观测信号和虚拟传感器的方法建立系统的诊断键合图模型,根据诊断键合图模型的因果路径构建系统的解析冗余关系和系统故障特征矩阵,并利用系统实际观测特征与故障特征的比较进行系统的故障检测和隔离.将该方法应用到五箱系统的故障检测和隔离,仿真结果验证了该方法的便捷性、有效性和实用性. 展开更多
关键词 解析冗余关系 故障检测 故障隔离 诊断键合图
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低成本列车组合定位系统容错算法设计 被引量:14
6
作者 刘江 蔡伯根 +2 位作者 唐涛 王剑 上官伟 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期39-46,共8页
列车实时定位是列车控制系统的重要环节。在安全苛求的现代列车控制系统中,列车定位系统需要在实现高精度列车定位的同时具备容错能力,以保证系统安全。针对列车定位的安全性需求,从保障列车定位系统的容错性能出发,利用低成本GPS接收... 列车实时定位是列车控制系统的重要环节。在安全苛求的现代列车控制系统中,列车定位系统需要在实现高精度列车定位的同时具备容错能力,以保证系统安全。针对列车定位的安全性需求,从保障列车定位系统的容错性能出发,利用低成本GPS接收机、惯性测量器件以及里程计等定位传感器构成列车组合定位平台,给出列车组合定位系统的结构与功能,将小波变换方法用于组合系统故障检测并制定相应的故障隔离策略,以H∞鲁棒滤波为基础设计联邦结构的多传感器容错信息融合算法用于定位计算。利用自制轨道推车进行的实验及仿真结果表明,组合定位系统能够满足列车定位的精度要求,并具有较强的容错能力,能够在不同定位条件下保证定位高效与安全。 展开更多
关键词 列车定位 组合定位 故障检测与隔离 容错 小波变换 信息融合
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基于UIO的航空发动机执行机构故障诊断 被引量:9
7
作者 何皑 覃道亮 +1 位作者 孔祥兴 王曦 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期98-104,共7页
为了提高航空发动机诊断过程中对噪声干扰和模型参数变化的鲁棒性,应用UIO(Unknown Input Ob-server)理论估计发动机动态系统的工作状态,通过干扰正交投影弱化外界干扰对状态估计的影响,处理了航空发动机执行机构的故障诊断问题。对航... 为了提高航空发动机诊断过程中对噪声干扰和模型参数变化的鲁棒性,应用UIO(Unknown Input Ob-server)理论估计发动机动态系统的工作状态,通过干扰正交投影弱化外界干扰对状态估计的影响,处理了航空发动机执行机构的故障诊断问题。对航空发动机执行机构设计一组UIO观测器,其中每个UIO用于监测估计对应执行机构的故障偏移量,计算系统输出理论估计值与发动机实际测量信号间的残差数据,分析残差队列的幅值特性,实现航空发动机执行机构系统的故障检测和隔离。某型涡扇发动机上的实验结果表明,与Kalman滤波算法相比,UIO诊断方法更能鲁棒地检测和隔离出执行机构故障。 展开更多
关键词 航空发动机 发动机控制 执行机构故障 故障检测 故障隔离
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基于多信号模型的测试性分析与故障诊断策略设计 被引量:14
8
作者 薛凯旋 黄考利 +1 位作者 张玮昕 张大勇 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2008年第4期225-227,305,共4页
开展测试性分析与故障诊断策略设计是测试性设计工作的重要组成部分,能否通过测试性分析设计出最优的故障诊断策略直接影响着系统故障检测能力和故障隔离能力的提高。首先对某型导弹装备搜索雷达天线稳定系统的组成原理及工作流程进行... 开展测试性分析与故障诊断策略设计是测试性设计工作的重要组成部分,能否通过测试性分析设计出最优的故障诊断策略直接影响着系统故障检测能力和故障隔离能力的提高。首先对某型导弹装备搜索雷达天线稳定系统的组成原理及工作流程进行了介绍,接着针对该系统诊断能力不足,不能对故障进行隔离的缺点,运用基于多信号模型TEAMS软件系统对天线稳定系统进行了测试性建模,并对系统的测试性进行了分析,最后设计出了合理有效的故障诊断策略。 展开更多
关键词 多信号模型 测试性分析 诊断策略 故障检测 故障隔离 TEAMS
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多传感器故障检测与隔离的残差产生器设计方法研究 被引量:11
9
作者 侯彦东 文成林 陈志国 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期429-434,共6页
为了解决多传感器故障检测与隔离这一难题,建立了包含卡死、增益时变和偏差时变等三种典型传感器故障的数学模型.借助输出方程,将待检测的传感器故障转换到系统状态方程中进行处理.设计出既能检测出故障,又能将各个故障进行有效隔离的... 为了解决多传感器故障检测与隔离这一难题,建立了包含卡死、增益时变和偏差时变等三种典型传感器故障的数学模型.借助输出方程,将待检测的传感器故障转换到系统状态方程中进行处理.设计出既能检测出故障,又能将各个故障进行有效隔离的残差产生器,同时还要给出设计残差产生器过程中未知参数的求解方法.用算例对上述设计结果的有效性进行计算机仿真验证. 展开更多
关键词 传感器故障 残差产生器 故障检测与隔离 不可观测子空间 故障特征
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基于GPS与惯性测量单元的列车组合定位系统 被引量:30
10
作者 刘江 蔡伯根 +1 位作者 唐涛 王剑 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期123-129,共7页
采用GPS接收机及惯性测量单元构成列车组合定位系统,系统包括传感器输入层、故障检测与隔离层、数据融合层和输出层4个部分。给出GPS接收机、惯性测量单元等定位传感器的位置解算方法;设计采用H∞鲁棒滤波方法的数据融合算法;采用小波... 采用GPS接收机及惯性测量单元构成列车组合定位系统,系统包括传感器输入层、故障检测与隔离层、数据融合层和输出层4个部分。给出GPS接收机、惯性测量单元等定位传感器的位置解算方法;设计采用H∞鲁棒滤波方法的数据融合算法;采用小波变换方法进行组合系统故障检测,确定故障隔离及系统重构策略。对列车组合定位系统进行现场测试和仿真验证结果表明:在复杂的列车运行环境及干扰条件下,该系统能够实现高精度高可靠性的列车定位;定位误差较采用传统的Kalman滤波方法更为稳定;组合系统能够有效实现故障检测并根据故障隔离策略重构系统,保证定位输出的连续性,保障系统安全;具有较高的适应性和实际应用价值。 展开更多
关键词 列车定位 组合定位 惯性测量单元 GPS 数据融合 故障检测与隔离
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基于贪婪算法的测试优化选择 被引量:7
11
作者 刘建敏 刘远宏 +1 位作者 冯辅周 江鹏程 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期2109-2115,共7页
针对传统测试优化选择算法存在的通用性较差等问题,提出了基于贪婪算法的测试优化选择方法,分别应用于面向故障检测和故障隔离的测试优化选择。其基本思想是以测试数量最少为目标,先选择必需的测试,即某一故障只能被单个测试检测或隔离... 针对传统测试优化选择算法存在的通用性较差等问题,提出了基于贪婪算法的测试优化选择方法,分别应用于面向故障检测和故障隔离的测试优化选择。其基本思想是以测试数量最少为目标,先选择必需的测试,即某一故障只能被单个测试检测或隔离,然后采用贪婪式搜索逐步选择最优测试。通过二值和多值测试优化选择案例验证了该算法的有效性,并从理论上分析了算法的时间复杂度。理论和案例分析结果表明,该算法能有效挖掘测试的故障检测和隔离能力,且适用于隔离到更换单元和具体故障模式的二值和多值测试优化选择,时间复杂度较传统算法明显降低。 展开更多
关键词 兵器科学与技术 测试优化 贪婪算法 故障检测 故障隔离
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基于强跟踪UKF的导航系统故障检测方法 被引量:8
12
作者 崔乃刚 韩鹏鑫 穆荣军 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期1295-1299,共5页
结合重复使用助推器再入飞行的导航需求,为保证在高动态环境下能够实现高精度、高可靠的再入导航,采用改进的强跟踪UKF进行导航误差的估计与跟踪.针对基于卡尔曼滤波残差检验的传统故障检测方法的不足,提出了改进的故障检测方法进行导... 结合重复使用助推器再入飞行的导航需求,为保证在高动态环境下能够实现高精度、高可靠的再入导航,采用改进的强跟踪UKF进行导航误差的估计与跟踪.针对基于卡尔曼滤波残差检验的传统故障检测方法的不足,提出了改进的故障检测方法进行导航设备故障检测,并采用平滑窗口实现故障信息的有效隔离.典型故障条件下的仿真分析表明,所提出的强跟踪滤波方法能够有效地估计和跟踪导航误差的变化,改进的故障检测方法能够准确地检测出导航设备的故障信息,并能够有效地对故障进行隔离,保证导航系统具有较高的精度和可靠性. 展开更多
关键词 强跟踪UKF 故障检测 故障隔离 残差检验
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基于CA-CMAC的快速传感器故障诊断方法 被引量:8
13
作者 朱大奇 陈楚瑶 颜明重 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第8期1646-1650,共5页
针对动态系统的在线故障诊断问题,将信度分配小脑神经网络CA-CMAC(Credit Assigned Cerebellar Mod-el Articulation Controller)应用于主元分析模型,实现多传感器在线故障检测与隔离.首先,应用传感器正常工作时测量的历史数据,由主元... 针对动态系统的在线故障诊断问题,将信度分配小脑神经网络CA-CMAC(Credit Assigned Cerebellar Mod-el Articulation Controller)应用于主元分析模型,实现多传感器在线故障检测与隔离.首先,应用传感器正常工作时测量的历史数据,由主元分析模型得到所有传感器的预测值;接着计算传感器系统的均方预期误差值SPE(Squared Predic-tion Error),由SPE值的变化,判定是否发生故障,根据重构单个传感器信号的SPE值来隔离故障传感器;最后应用一个多传感器故障诊断仿真实例说明了该算法的可行性,并通过与误差反传BP(Back Propagation)神经网络和常规小脑神经网络CMAC(Cerebellar Model Articulation Controller)进行比较,说明了基于CA-CMAC的主元分析模型的优越性. 展开更多
关键词 主元分析 故障检测 故障隔离 信号重构
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故障可诊断性评价与设计研究进展 被引量:9
14
作者 刘文静 刘成瑞 王南华 《航天控制》 CSCD 北大核心 2011年第6期72-78,87,共8页
阐述故障可诊断性评价与设计研究的必要性并给出相关定义。从基于定量模型和定性模型两个方面对故障可诊断性评价研究现状进行介绍,包括梳理各种方法的基本思路,给出各方法的优缺点与适用范围,总结与故障可诊断性相关的定量指标等;从基... 阐述故障可诊断性评价与设计研究的必要性并给出相关定义。从基于定量模型和定性模型两个方面对故障可诊断性评价研究现状进行介绍,包括梳理各种方法的基本思路,给出各方法的优缺点与适用范围,总结与故障可诊断性相关的定量指标等;从基于优化问题、故障传播关系、变量约束关系以及故障影响变量等方面对测点优化配置方法进行介绍,并给出各种方法的优缺点;最后展望故障可诊断性未来的发展方向。 展开更多
关键词 故障可诊断性评价 故障可诊断性设计 测点优化配置 故障可检测性 故障可分离性
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三频GNSS接收机的RAIM算法研究 被引量:8
15
作者 郭婧 陆明泉 +1 位作者 崔晓伟 冯振明 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期1734-1739,共6页
新一代全球导航卫星系统(GNSS)将为民用用户提供多个可用频点。为了使接收机能够充分利用多频点的卫星信号,提高系统的完好性,提出了一种能够用于三频GNSS接收机的接收机自主完好性监测(RAIM)算法。该算法通过建立三频线性化测量方程,... 新一代全球导航卫星系统(GNSS)将为民用用户提供多个可用频点。为了使接收机能够充分利用多频点的卫星信号,提高系统的完好性,提出了一种能够用于三频GNSS接收机的接收机自主完好性监测(RAIM)算法。该算法通过建立三频线性化测量方程,将各频点的伪距信息融合起来。对三频伪距测量误差进行预白化处理,从而可以沿用奇偶矢量法的基本原理进行故障检测和隔离。经过详细理论推导,得到了三频RAIM算法中奇偶矩阵与单频奇偶矩阵间的简单转换关系,极大程度地降低了故障检测和隔离的计算复杂度,更易于在GNSS接收机中实现。仿真结果表明,三频RAIM算法可以提高传统单频RAIM算法的故障检测率和隔离率,尤其在伪距偏差较小的时候,性能改善更为显著。 展开更多
关键词 三频 接收机自主完好性监测 奇偶矢量法 故障检测 故障隔离
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抗差估计及Allan方差在车载组合导航系统中的应用研究 被引量:6
16
作者 吴有龙 王晓鸣 曹鹏 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期889-895,共7页
针对组合导航系统中全球定位系统(GPS)信号易丢失和干扰、惯性导航系统(INS)无法长时间单独工作的问题,通过采用带故障检测和隔离的导航算法解决GPS数据异常的问题,有效提高系统的可靠性;同时当GPS卫星信号短时间丢失时,利用Allan方差... 针对组合导航系统中全球定位系统(GPS)信号易丢失和干扰、惯性导航系统(INS)无法长时间单独工作的问题,通过采用带故障检测和隔离的导航算法解决GPS数据异常的问题,有效提高系统的可靠性;同时当GPS卫星信号短时间丢失时,利用Allan方差分析方法确定惯性传感器误差并进行补偿,使纯INS能够在一定精度内独立工作相对长的一段时间。车载试验结果表明:该方法能够保证组合导航系统的可靠性,且在GPS信号短时间丢失情况下提高了纯惯导系统的导航性能。 展开更多
关键词 兵器科学与技术 组合导航 故障检测 故障隔离 ALLAN方差
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基于联邦卡尔曼滤波器的容错GPS-AOA-SINS组合导航算法 被引量:4
17
作者 蒋锐 李俊 +2 位作者 徐友云 王小明 李大鹏 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第8期78-89,共12页
目前,全球定位系统(GPS)被广泛应用于室外定位。随着城市发展,定位环境复杂化,定位精度急剧下降。因此,采用GPS/5G基站到达角定位/捷联惯性导航系统(GPS-AOA-SINS)的组合定位方案,并提出一种基于联邦卡尔曼滤波的容错组合导航算法。该... 目前,全球定位系统(GPS)被广泛应用于室外定位。随着城市发展,定位环境复杂化,定位精度急剧下降。因此,采用GPS/5G基站到达角定位/捷联惯性导航系统(GPS-AOA-SINS)的组合定位方案,并提出一种基于联邦卡尔曼滤波的容错组合导航算法。该算法基于GPS-AOA-SINS组合定位方案,在联邦卡尔曼子滤波器和主滤波器之间加入故障检测,自适应调整故障子滤波器的滤波增益矩阵。实验表明,所提算法可以有效检测系统故障并对其进行实时处理,提高系统的可靠性。 展开更多
关键词 自适应滤波 联邦滤波 故障检测与隔离 组合导航
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交互多模型算法的无人机控制系统故障诊断 被引量:9
18
作者 贾彩娟 祝小平 周洲 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2006年第7期8-10,20,共4页
交互多模型算法是一种广泛用于各种结构与参数变化的动态系统自适应估计的有效方法。在建立无人机控制系统传感器和执行器的全局故障和局部故障模型的基础上,应用此方法对传感器和执行器的各种软硬故障进行诊断,应用所建立的数学模型与... 交互多模型算法是一种广泛用于各种结构与参数变化的动态系统自适应估计的有效方法。在建立无人机控制系统传感器和执行器的全局故障和局部故障模型的基础上,应用此方法对传感器和执行器的各种软硬故障进行诊断,应用所建立的数学模型与方法,对无人机传感器和执行器的局部与全局故障进行了仿真计算。在仿真过程中发现,与一般的多模型方法相比,此方法能够更加准确可靠地诊断故障,无延迟报警,算法简单。仿真结果验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 无人机 交互多模型算法(IMM) 故障检测与隔离(fdi)
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综合模块化航电系统FC网络的机内测试设计 被引量:15
19
作者 孙东旭 贾世伟 +1 位作者 孟玉慈 杨媛媛 《航空计算技术》 2016年第6期108-112,共5页
针对综合模块化航电系统FC网络单元分布范围广、故障定位困难、维修效率低的问题,设计了一种机内自测试方法。在网络构建时间和通信效率的约束条件下,通过网络构建和故障检测同步进行的机制实现快速的任务前故障检测,通过实时监测和故... 针对综合模块化航电系统FC网络单元分布范围广、故障定位困难、维修效率低的问题,设计了一种机内自测试方法。在网络构建时间和通信效率的约束条件下,通过网络构建和故障检测同步进行的机制实现快速的任务前故障检测,通过实时监测和故障触发相结合实现低开销的任务中故障检测。在网络故障发生后,通过网络遍历和通信自环绕测试将故障有效地隔离至单个模块,提高检测和维修的效率。 展开更多
关键词 故障检测 FC网络 故障隔离 机内测试
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局部加权的LS-SVM大气数据组合导航故障检测 被引量:3
20
作者 郝顺义 夏奇 +2 位作者 黄国荣 刘世一 査仲洋 《空军工程大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2015年第2期5-9,共5页
针对飞机惯性导航设备发生故障,原容错系统失效,而且一般最小二乘支持向量机(LSSVM)检测算法不能有效处理局部预测的问题,提出一种基于局部加权LS-SVM故障检测法。对LS-SVM进行局部加权处理,用局部加权LS-SVM回归预测滤波器新息,并重构... 针对飞机惯性导航设备发生故障,原容错系统失效,而且一般最小二乘支持向量机(LSSVM)检测算法不能有效处理局部预测的问题,提出一种基于局部加权LS-SVM故障检测法。对LS-SVM进行局部加权处理,用局部加权LS-SVM回归预测滤波器新息,并重构检验统计量,结合ADS/GNSS组合系统进行仿真验证。仿真结果表明:在全局容错系统失效情况下,基于局部加权LS-SVM故障检测法具有良好的预测效果,减少了故障检测时间,降低了虚警率。 展开更多
关键词 最小二乘支持向量机 局部加权 故障检测 ADS/GNSS 虚警率
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