[发明专利]三自由度直升机系统传感器运行状态监测方法

说明书

本发明公开了一种三自由度直升机系统传感器运行状态监测方法，包括以下步骤，计算出传感器的测量噪声协方差矩阵的估计值；分析所述传感器的测量噪声协方差矩阵估计值，判断出所述传感器的运行状态是否正常：若所述传感器的测量噪声协方差矩阵估计值偏离所述传感器的标称值范围，判断出所述传感器的运行状态不正常；若所述传感器的测量噪声协方差矩阵估计值包含在所述传感器的标称值范围内，判断出所述传感器的运行状态正常。本发明的三自由度直升机系统传感器运行状态监测方法，通过对测量噪声协方差矩阵的准确估计，来实时监测传感器工作状态，以保证系统安全稳定运行。

技术领域

本发明涉及一种传感器运行状态监测方法，具体涉及一种三自由度直升机系统传感器运行状态监测方法。

背景技术

在充满不确定性的工业环境中，由于设备的老化以及外部随机干扰，传感器测量数据通常会带来一定的误差。为了解决这一问题，通常的做法是在系统测量方程中引入一个扰动变量ν，该扰动变量表示传感器所有可能遇到的测量噪声。而且，通常将扰动变量ν假定为服从均值为零方差为R的高斯分布，其中，方差R可以描述测量值的不确定性。此外，测量噪声ν的强度可能会由于许多外部和内部因素而随时间变化，特别是在恶劣的工业条件下，这就使得测量噪声协方差R随时间而变化。因此，为了解决噪声强度随时间变化的而带来的问题，应监测传感器是否处于正常运行状态，并在传感器受到噪声变化的影响时描绘出测量数据的不确定性，从而为系统决策制定提供可靠信息。

现有的关于传感器监测的方法都需要预先了解测量噪声协方差，但在大多数情况下，系统测量噪声协方差都是时变未知的，即使通过选择适当的测量噪声协方差来处理某些异常情况，仍然有一些潜在异常情况的重要信息会丢失。因此，实时了解测量噪声协方差对于传感器工作状态的准确监测具有重要价值。

三自由度直升机系统作为一种随机跳变系统，目前没有良好的方法对系统传感器工作状态进行实时准确监测。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种三自由度直升机系统传感器运行状态监测方法，适用于三自由度直升机系统中传感器运行状态监测，通过对测量噪声协方差的准确估计，来实时监测传感器工作状态，以保证系统安全稳定运行。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种三自由度直升机系统传感器运行状态监测方法，包括以下步骤，

计算出传感器的测量噪声协方差矩阵的估计值；

分析所述传感器的测量噪声协方差矩阵估计值，判断出所述传感器的运行状态是否正常：若所述传感器的测量噪声协方差矩阵估计值偏离所述传感器的标称值范围，判断出所述传感器的运行状态不正常；若所述传感器的测量噪声协方差矩阵估计值包含在所述传感器的标称值范围内，判断出所述传感器的运行状态正常。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括，计算传感器的测量噪声协方差矩阵的估计值包括以下步骤，

(1)创建所述传感器所在的三自由度直升机系统的随机跳变系统模型，

x_k＝f_k(x_k-1,r_k)+ω_k；

y_k＝g_k(x_k,r_k)+ν_k；