[发明专利]一种基于BG-LFT模型的机电系统的多故障隔离方法

说明书

本发明公开了一种基于BG‑LFT模型的机电系统的多故障隔离方法，包括：对非线性机电系统建模，得到非线性机电系统的键合图模型；按照线性分式变换的方式，建立BG‑LFT模型，并根据BG‑LFT模型推导出系统的解析冗余关系ARR的表达式，再分别将系统中各个参数的标称部分和不确定性部分分离；所述BG‑LFT模型为对键合图模型进行线性分式变换后所得到的模型；对系统的解析冗余关系ARR进行分析，得到多故障隔离矩阵；利用多故障隔离算法对系统进行故障判断，获得故障元件信息。本发明解决了系统中多故障同时发生时的故障隔离问题，在多故障同时发生的情况下显著提高了故障的可隔离性。

技术领域

本发明涉及系统的多故障的隔离诊断领域，尤其是一种基于BG-LFT模型的机电系统的多故障隔离方法。

背景技术

近年来，机电系统在现代生产生活中应用广泛，并且随着科技的发展和进步，结构也愈发复杂，因此，对机电系统进行故障诊断的研究十分必要。由于机电系统的故障具有种类繁多和来源繁多的特点，导致在检测和隔离上都具有一定难度，而且由于大部分机电系统的都含有非线性和参数不确定性，故对故障诊断要求更高。

目前，国内外对故障诊断方法有较深入的研究，现代机电装置的故障诊断系统要求对故障诊断灵敏，传统的故障诊断方法已经渐渐不能达到要求。

其中，故障隔离是故障诊断中的一个重要环节，其主要任务是在系统检测到故障以后，隔离出真正的故障元件。传统的基于故障特征矩阵的故障隔离方法对元件故障隔离性不高，大多数只适用于单故障发生的情况，随着系统复杂性的不断增加，多故障同时发生的概率不断增大，传统的故障隔离方法已经不能满足多故障同时发生时的故障隔离要求。

发明内容

为了克服上述现有技术中的缺陷，本发明提供一种基于BG-LFT模型的机电系统的多故障隔离方法，解决了系统中多故障同时发生时的故障隔离问题，在多故障同时发生的情况下显著提高了故障的可隔离性。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案，包括：

一种基于BG-LFT模型的机电系统的多故障隔离方法，包括以下步骤：

S1，对非线性机电系统建模，得到非线性机电系统的键合图模型；

S2，按照线性分式变换的方式，建立BG-LFT模型，并根据BG-LFT模型推导出系统的解析冗余关系ARR的表达式，再分别将系统中各个参数的标称部分和不确定性部分分离；所述BG-LFT模型为对键合图模型进行线性分式变换后所得到的模型；

S3，对系统的解析冗余关系ARR进行分析，得到多故障隔离矩阵，根据多故障隔离矩阵判断系统的解析冗余关系ARR中的参数是否具有可隔离性；

S4，利用多故障隔离算法对具有隔离性的参数进行故障判断，获得故障元件信息。

步骤S1中，所述非线性机电系统的键合图模型包括：电机、传动轴、减速机构、负载；所述非线性机电系统的键合图模型的功率流向依次为由电机指向传动轴、由传动轴指向减速机构、由减速机构指向负载。

步骤S2中，包括以下步骤：

S21，根据BG-LFT模型推导出的系统的解析冗余关系ARR的表达式如公式(1)所示：

其中，上标L表示该模型加入了线性分式变换；下标m表示键合图模型中的第m个参数，m＝1,2,3…,n；表示键合图模型中的第m个参数的隔离特征，所述隔离特征为对键合图中的传感器信号进行计算得到；表示键合图模型中的第m个参数的参数项，第m个参数既包含标称部分θ_m又包含不确定性部分Δθ_m；