[发明专利]液位传感器失效重构系统测量精度评估方法

权利要求书

1.一种液位传感器失效重构系统测量精度评估方法，其特征在于，包括下列步骤：

步骤一，将传感器阵列投影到储箱的水平面内；

步骤二，针对当前失效模式故障工况，投影面内测量系统重构后，获取邻近失效传感器的有效传感连线的方位角θ，获取滚转方向最大补偿姿态角β_max，根据公式(1)计算油面与储箱水平面的最大夹角δ_max：

根据公式(2)计算俯仰方向补偿姿态角α_θ，

判断α_θ是否大于俯仰方向最大补偿姿态角α_max，若α_θ≤α_max则保留油面与储箱水平面的最大夹角δ_max，否则：

步骤三，建立临界油面P_critical，当系统中有效传感器数量不小于2个时，作经过测量系统重构后传感器底端/顶端连线L、倾角为δ的平面P，作为临界油面P_critical，当系统中只有1个有效传感器时，作经过该传感器低端/顶端点、倾角为δ(θ)的平面族P(θ)，作为临界油面P_critical；

步骤四，计算得到临界油面不能被有效传感器感知到的一侧储箱容积V_loss，通过公式(3)计算其占储箱总容积V_all的百分比ζ，即为该故障模式下系统降级后所能达到的最高精度ζ，

ζ=max(ζ_top,ζ_bottom) (3)；

公式(3)中，

2.根据权利要求1所述的液位传感器失效重构系统测量精度评估方法，其特征在于，公式(1)及公式(2)通过如下方式得出：

步骤1：定义任一空间油面角均由水平油面经俯仰方向旋转α后，再经滚转方向旋转β后形成，抬头时α为正，逆时针旋转时β为正；

步骤2：定义线段OA为油面P的法向线段，长度为a，其中O为原点；

步骤3：定义线段OB、OC、OE分别为线段OA在xy平面、zy平面、xz平面内的投影，线段OD、OF分别为线段OE在xy平面、zy平面内的投影；

步骤4：线段OE与X轴夹角θ表示线段OA的方位角，线段OA与AE的夹角δ和油面P与xz平面夹角相等；

步骤5：在已知α和β取值范围和方位角θ的情况下，求倾角δ_max最大的临界油面P_critical，在CAD软件中以该油面切割储箱实体，获得不能被传感器测量到的一侧储箱容积V_loss，计算V_loss占储箱总容积V_all的比例，得到测量系统在此故障模式下的最大测量误差；

步骤6：已知线段OA长度为a，OB、OE分别是其投影，则OB长度为a*cosβ，OE长度为a*sinδ，线段DE与AB长度相等为a*sinβ，线段OD是OB的投影，长度为a*cosβ*sinα；

步骤7：方位角θ与线段OD、DE之间的关系表示为

油面倾角δ与线段OA、OE之间的关系表示为

由上述两个关系式可得

步骤8：由于故sinδ最大时对应最大油面倾角δ_max，方位角θ已知，故简化为求解关系式cosβ*sinα的最大值；

步骤9：将cosβ*sinα化简为

步骤10：由于sinβ单调递增，最大值出现在β_max，由此可知

步骤11：计算出现最大油面倾角δ_max时俯仰角α：

3.根据权利要求1所述的液位传感器失效重构系统测量精度评估方法，其特征在于，还包括步骤五，步骤五内容如下：

更新失效模式故障工况，重复执行步骤二至步骤四，直至完成所有失效模式组合分析，整理形成液位传感器失效导致测量系统降级后精度等级量化分析报告。