[发明专利]基于系统辨识和拟合度的控制系统故障检测方法及装置

权利要求书

1.一种基于系统辨识和拟合度的控制系统故障检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取最初磁悬浮控制系统处于健康阶段时的输入输出数据，并对获取的处于健康阶段时的输入输出数据进行分析，辨识出最初磁悬浮控制系统处于健康阶段时的闭环传递函数；

获取当前磁悬浮控制系统处于退化阶段时的输入输出数据，并对获取的处于退化阶段时的输入输出数据进行分析，辨识出当前磁悬浮控制系统处于退化阶段时的闭环传递函数；

将辨识出的当前磁悬浮控制系统处于退化阶段时的闭环传递函数与最初磁悬浮控制系统处于健康阶段时的闭环传递函数进行差异性比较，计算出闭环控制系统的拟合度；

将计算出的闭环控制系统的拟合度与预设的拟合度预警值进行对比，判断当前磁悬浮控制系统的故障状态。

2.如权利要求1所述的基于系统辨识和拟合度的控制系统故障检测方法，其特征在于，所述辨识出最初磁悬浮控制系统处于健康阶段时的闭环传递函数通过以下公式得出：

其中，T₀为最初磁悬浮控制系统处于健康阶段时的闭环传递函数的模型；a_j(0≤j≤n)为模型T₀的分母的系数；b_i(0≤i≤m)为模型T₀的分子的系数。

3.如权利要求1所述的基于系统辨识和拟合度的控制系统故障检测方法，其特征在于，所述辨识出当前磁悬浮控制系统处于退化阶段时的闭环传递函数通过以下公式得出：

其中，T₁为当前磁悬浮控制系统处于退化阶段时的闭环传递函数的模型；c_j(0≤j≤n)为模型T₁的分母的系数；d_i(0≤i≤m)为模型T₁的分子的系数。

4.如权利要求1所述的基于系统辨识和拟合度的控制系统故障检测方法，其特征在于，所述闭环控制系统的拟合度通过以下公式计算出：

其中，y_measured是测得的输出数据。是y_measured的平均值；y_model是由模型模拟或预测的响应；|| ||表示向量的2范数。

5.如权利要求1所述的基于系统辨识和拟合度的控制系统故障检测方法，其特征在于，所述将计算出的闭环控制系统的拟合度与预设的拟合度预警值进行对比，判断当前磁悬浮控制系统的故障状态的步骤包括：

若识别到计算出的闭环控制系统的拟合度大于预设的拟合度预警值，则判定当前磁悬浮控制系统处于健康状态；

若识别到计算出的闭环控制系统的拟合度小于或等于预设的拟合度预警值，则判定当前磁悬浮控制系统发生了故障。

6.一种基于系统辨识和拟合度的控制系统故障检测装置，其特征在于，包括：

第一获取模块(10)，用于获取最初磁悬浮控制系统处于健康阶段时的输入输出数据，并对获取的处于健康阶段时的输入输出数据进行分析，辨识出最初磁悬浮控制系统处于健康阶段时的闭环传递函数；

第二获取模块(20)，用于获取当前磁悬浮控制系统处于退化阶段时的输入输出数据，并对获取的处于退化阶段时的输入输出数据进行分析，辨识出当前磁悬浮控制系统处于退化阶段时的闭环传递函数；

计算模块(30)，用于将辨识出的当前磁悬浮控制系统处于退化阶段时的闭环传递函数与最初磁悬浮控制系统处于健康阶段时的闭环传递函数进行差异性比较，计算出闭环控制系统的拟合度；

判断模块(40)，用于将计算出的闭环控制系统的拟合度与预设的拟合度预警值进行对比，判断当前磁悬浮控制系统的故障状态。