[发明专利]用于检测航空器系统性能中系统错误的残差的残差分析装置和方法

权利要求书

1.一种用于检测系统(S)的系统错误的残差(r)的残差分析装置(E)，所述检测系统(S)接收瞬时变量参考值(w)和代表外部干扰的干扰变量(z)作为输入，并且输出系统输出变量(y)，所述装置包括：

a)设备(V)，其用于产生至少作为所述参考变量(w)和所述系统输出变量(y)的函数的残差(r)；

b)比较器单元(K)，其用于通过比较所述残差(r)与提供的阈值(s)来提供分析结果(b)；

c)第一单元(E1)，其用于提供恒定的阈值分量(s0)；

d)第二单元(E2)，其用于提供至少作为所述瞬时变量参考值(w)的函数的自适应阈值分量(s1)；和

e)第三单元(E3)，其用于通过将所述恒定阈值分量(s0)与所述自适应阈值分量(s1)相关联来提供所述阈值(s)。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一单元(E1)构建用于提供作为所述系统(S)的期望的固有测量噪声(mr)的函数的所述恒定阈值分量(s0)。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一单元(E1)构建用于将所述恒定阈值分量(s0)设置为作为所述系统(S)的期望的固有测量噪声(mr)的函数的最小值。

4.根据权利要求1到3中任一项所述的装置，其特征在于，所述第二单元(E2)构建用于提供作为所述系统(S)的瞬时变量参考值(w)和至少一个提供的测量变量(mg)的函数的所述自适应阈值分量(s1)。

5.根据权利要求1到4中任一项所述的装置，其特征在于，所述用于产生残差(r)的设备(V)具有至少一个用于复制所述待监控的系统(S)的系统模型(SM)。

6.根据权利要求1到5中任一项所述的装置，其特征在于，所述用于产生残差(r)的设备(V)具有：

-第一装置(1)，其包括用于复制所述待监控系统(S)的系统模型(SM)，所述第一装置(1)接收所述参考变量(w)、观测器反馈变量(b)和干扰模型变量作为输入，并且作为其函数输出估计的系统输出变量

-第二装置(2)，其用于由所述系统输出变量(y)和所述估计的系统输出变量之间的差形成残差(r)；

-第三装置(3)，其包括观测器反馈装置(L)，所述第三装置(3)接收所述残差(r)作为输入，并且作为其函数输出观测器反馈变量(b)，用于以所述估计的系统输出变量跟随系统输出变量(y)的方式进行所述系统模型(SM)的动态校正；和

-第四装置(4)，其包括干扰模型(ZM)，所述第四装置(4)接收所述残差(r)作为输入，并且作为其函数输出干扰模型变量用于复制外部干扰对所述系统模型(SM)的影响。

7.根据权利要求5或权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第二单元(E2)构建用于提供所述自适应阈值分量(s1)，该自适应阈值分量(s1)作为所述瞬时变量参考值(w)和使用所述系统模型(SM)估计的至少一个状态变量(zg)的函数。

8.根据权利要求5到7中任一项所述的装置，其特征在于，所述第二单元(E2)构建用于提供所述自适应阈值分量(s1)，所述自适应阈值分量(s1)作为所述瞬时变量参考值(w)和所述系统(S)的至少一个提供的测量变量(mg)和/或使用所述系统模型(SM)估计的至少一个状态变量(zg)的函数。

9.根据权利要求1到8中任一项所述的装置，其特征在于，所述第三单元(E3)构建用于将所述恒定的阈值分量(s0)增加到所述自适应阈值分量(s1)，以提供所述阈值(s)。

10.根据权利要求1到9中任一项所述的装置，其特征在于，如果所述提供的残差(r)大于所述提供的阈值(s)，则所述比较器单元(K)将所述分析结果(b)设置为正逻辑值，以指示系统错误。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，提供第四单元(E4)，并且在特定确认时间过去之后，致动所述比较器单元(K)。