[发明专利]一种控制力矩陀螺仪故障检测方法、装置及相关存储介质

权利要求书

1.一种控制力矩陀螺仪故障检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S10、搭建Sinc-LSTM网络，采用大规模IMS轴承故障检测数据集和火星车数据集进行两阶段的预训练；

S20、获取在轨卫星的控制力矩陀螺仪遥测数据，并进行工况分类预处理；

S30、使用经工况分类预处理后的控制力矩陀螺仪遥测数据，对经过两阶段预训练得到的Sinc-LSTM网络进行训练，得到能够实现控制力矩陀螺仪遥测数据拟合重建的模型；其中，经过第二阶段预训练的Sinc函数滤波器和LSTM单元内部参数作为控制力矩陀螺仪数据训练的初始权重参数；

S40、基于所述控制力矩陀螺仪遥测数据拟合重建的模型，对需要检测的控制力矩陀螺仪进行检测；将得到的重建数据与其对应的原始遥测数据作差，进行自适应的阈值判断完成故障检测；

其中，在差值数据计算过程中，采用指数加权平均的方式对差值序列进行平滑处理；

阈值的设置根据工况分段动态变化，各个工况分段的阈值设置由以下公式决定：

其中，表示第i个工况分段的异常判断阈值，μ_i表示第i个工况分段拟合重建数据与原始遥测数据差值的均值，σ_i和σ₀分别表示第i个工况分段差值的标准差和全寿命周期误差的标准差，λ_Stable和λ_Dynamic表示一对提前设置的常量。

2.根据权利要求1所述的一种控制力矩陀螺仪故障检测方法，其特征在于，所述步骤S10包括：

S101、搭建Sinc-LSTM网络；

S102、采用大规模IMS轴承故障检测数据集，输入所述Sinc-LSTM网络进行第一阶段预训练；

S103、将火星车数据集输入经过第一阶段预训练的Sinc-LSTM网络中，进行第二阶段预训练。

3.根据权利要求1所述的一种控制力矩陀螺仪故障检测方法，其特征在于，所述步骤S20包括：

获取在轨卫星的控制力矩陀螺仪全周期时序数据进行工况分类，得到不同工况下的控制力矩陀螺仪运行数据。

4.根据权利要求3所述的一种控制力矩陀螺仪故障检测方法，其特征在于，工况分类选用基于密度峰值的自动聚类算法。

5.根据权利要求1所述的一种控制力矩陀螺仪故障检测方法，其特征在于，所述步骤S30中，Sinc-LSTM网络首层利用Sinc函数滤波器作为一维卷积核进行特征提取。

6.根据权利要求5所述的一种控制力矩陀螺仪故障检测方法，其特征在于，所述Sinc-LSTM网络中，采用Sinc函数滤波器对LSTM网络进行改进，增强LSTM网络对一维时序数据的拟合重建能力。

7.根据权利要求6所述的一种控制力矩陀螺仪故障检测方法，其特征在于，所述Sinc-LSTM网络中隐藏层的第一层由16×6个SincNet滤波器构成，LSTM网络部分由两层96个单元的单向LSTM网络组成，数据输入全连接层后连接输出层完成训练。

8.一种控制力矩陀螺仪异常检测装置，其特征在于，包括：

遥测数据获取设备，用以采集在轨卫星控制力矩陀螺仪运行数据；

存储器，该存储器中存储有计算机指令；

处理器，与所述遥测数据获取设备、存储器数据连接，其通过执行所述计算机指令，从而执行如权利要求1-7任一项所述的控制力矩陀螺仪故障检测方法，对控制力矩陀螺仪数据进行异常检测。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令在被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述的控制力矩陀螺仪故障检测方法。