[发明专利]液位传感器失效重构系统测量精度评估方法

说明书

本发明涉及液位测量技术领域，具体提供了一种液位传感器失效重构系统测量精度评估方法，在多个液位传感器阵列组成的测量系统中，建立系统重构模型或者构建系统健康管理规则时，需要定量分析液位传感器故障模式下测量系统精度等级，因组合故障模式与变化参数多，量化分析非常繁琐，为了提高工作效率，将工程问题抽象成数学模型，推导传感器几何位置、油面倾角俯仰、滚转方向分量等参数之间的数学关系式，求解临界油面最大倾角，分割储箱中可测与不可测容积，量化评估重构后的系统测量误差，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，并计算其占储箱总容积的百分比，即为该故障模式下系统降级后所能达到的最高精度。

技术领域

本发明涉及液位测量技术领域，特别涉及液位传感器失效重构系统测量精度评估方法。

背景技术

航空、航天器、船舶、车辆运行过程中，为了降低油液受惯性力作用产生的额外误差，一般采用多个传感器阵列的测量系统架构。在油液测量系统设计过程中，建立系统重构模型或者构建系统健康管理(PHM)规则是系统功能设计的重要内容之一，为此定量分析液位传感器故障时测量系统精度等级是必不可少的工作，然而系统组合故障模式与变化参数多，量化分析非常繁琐，为了提高工作效率，采用计算机程序枚举遍历，存在计算结果数据量多、分析处理难度大的问题，针对性与灵活性差，难以真正全面有效地提高工作效率，亟待新的快速评估方法。

发明内容

为克服上述现有技术存在的至少一种缺陷，本发明提供了一种液位传感器失效重构系统测量精度评估方法，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，

优选的，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；