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一種基于加權灰靶理論的容錯電機健康狀態(tài)測定方法

文檔序號:6505688閱讀:225來源:國知局
一種基于加權灰靶理論的容錯電機健康狀態(tài)測定方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了基于加權灰靶理論的容錯電機健康狀態(tài)的測定方法,包括以下步驟:(1)首先引入灰靶理論,在沒有標準模式的條件下設定一個灰靶,并在灰靶中找到靶心;(2)選取容錯電機電磁轉矩的頻帶能量值作為健康評估的狀態(tài)指標;(3)運用小波包-灰色神經(jīng)網(wǎng)絡方法對頻帶能量值進行一步預測得到待識別模式序列后進行灰靶變換及靶心度計算;(4)基于靶心度分級原則,對容錯電機的健康狀態(tài)進行量化分級;(5)同時考慮在容錯電機健康狀態(tài)量化評估過程中不同頻帶的權重問題,運用灰貢獻度對灰靶算法進行改進,從而判斷系統(tǒng)處于何種程度的優(yōu)劣狀態(tài),給出量化形式的系統(tǒng)健康狀態(tài),為制定容錯暫態(tài)控制的策略打下基礎。
【專利說明】一種基于加權灰靶理論的容錯電機健康狀態(tài)測定方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種基于加權灰靶理論的容錯電機健康狀態(tài)測定方法。
【背景技術】
[0002]電力作動系統(tǒng)是多電飛機、全電飛機是下一代戰(zhàn)機的關鍵技術之一,它廣泛的應用于飛機的操縱、環(huán)控、機輪剎車、燃油等影響飛行安全的關鍵系統(tǒng),所以要求其具有高可靠性和高容錯性外,不同的系統(tǒng)對電力作動系統(tǒng)還有其他的要求,如操縱系統(tǒng)還要求電力作動系統(tǒng)(主要指電機)具有較大的調(diào)速范圍、快速起動制動和較強的抗干擾能力等,其性能的好壞直接影響著飛機的安全。目前,驅動電機及其驅動控制電路的容錯結構設計已成為實現(xiàn)具有高可靠性的多電飛機、全電飛機電力作動系統(tǒng)的關鍵。對于容錯電機,國內(nèi)外學者已經(jīng)進行了較為深入的研究,尤其是六相永磁容錯電機(SPPMFTM),由于其相數(shù)冗余和良好的故障隔離能力成為驅動電機的首選。但這些研究目前主要集中在電機的穩(wěn)態(tài)運行及其故障后進行故障隔離并可繼續(xù)運行,而對作動電機暫態(tài)過程研究甚少,雖然其持續(xù)的時間很短,但對電機的運行卻是至關重要的,特別是在運行性能要求很高的戰(zhàn)斗機電力作動系統(tǒng)中,處理不好會引起較大的轉速變化、轉矩脈動和機械振動,而作動系統(tǒng)的脈動對飛機的操控影響很大,直接關系到飛機的飛行安全。
[0003]容錯電機從一種運行狀態(tài)到另一種運行狀態(tài)的轉換過程就是容錯電機的暫態(tài)過程。為了使容錯電機能在暫態(tài)過程中平穩(wěn)工作,及早判斷容錯電機的健康狀態(tài)是十分必要的。因此,研究電力作動系統(tǒng)的故障預測及健康評估,開發(fā)電力作動系統(tǒng)的健康管理,對克服電力作動系統(tǒng)的功能降級、故障狀況給飛行安全帶來的影響,及克服電力作動系統(tǒng)一次性故障即可導致災難性飛行事故的“硬傷”,降低飛機的故障不可復現(xiàn)率(CND)及虛警,減少維護費用意義重大。
[0004]近些年,我國在健康管理方面雖然做了不少工作,也取得了許多成果,但總體上都是對健康管理系統(tǒng)的整體構架和流程設計,對飛機的機載關鍵部件的健康管理的研究還不夠深入,特別是對與戰(zhàn)機飛行安全和作戰(zhàn)效能息息相關的機電作動系統(tǒng)的健康監(jiān)控與管理技術研究還未展開,與英美等國家存在不少差距。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對容錯電機的健康狀態(tài)評估提供了一種基于加權灰靶理論的容錯電機健康狀態(tài)的測定方法。
[0006]本發(fā)明的技術方案如下:
[0007]基于加權灰靶理論的容錯電機健康狀態(tài)測定方法,包括以下步驟:
[0008](I)首先引入灰靶理論,在沒有標準模式的條件下設定一個灰靶,并在灰靶中找到靶心;
[0009]灰色系統(tǒng)理論以其所需信息量小,預測精度高而被廣泛采用,用基于灰色系統(tǒng)理論的灰色關聯(lián)度方法進行容錯電機故障模式識別必須有標準的故障模式,但多數(shù)情況下并不知道標準故障模式,針對這一問題,提出應用灰靶理論進行容錯電機故障模式識別的思想?;野欣碚撌腔以u估和灰決策理論?;野欣碚摰囊际窃跊]有標準模式的條件下設定一個灰靶,通過灰靶理論在灰靶中找到靶心,然后將諸指標的模式與標準模式進行比較,最后經(jīng)由等級劃分確定評估等級?;野欣碚摪ò行亩确治龊拓暙I度分析兩部分。
[0010]a.靶心度分析
[0011]定義:令Coi為多級性指標序列,P為Coi的命題,
[0012]
【權利要求】
1.一種基于加權灰靶理論的容錯電機健康狀態(tài)測定方法,其特征在于,包括以下步驟: (1)首先引入灰靶理論,在沒有標準模式的條件下設定一個灰靶,并在灰靶中找到靶心;然后將諸指標的模式與標準模式進行比較,最后經(jīng)由等級劃分確定評估等級;按命題信息域ρ(θ)的要求,在一組模式序列中,找出最靠近子命題Pi(Q)目標值的數(shù)據(jù)構造標準模式;然后各模式與標準模式一起構成灰祀,則標準模式即為灰祀的祀心;每一個灰關聯(lián)差異信息空間的模式與靶心的灰關聯(lián)度稱靶心接近度,簡稱靶心度;基于靶心度進行模式識別、模式分級和模式選優(yōu); (2)選取容錯電機電磁轉矩的頻帶能量值作為健康評估的狀態(tài)指標; (3)運用小波包-灰色神經(jīng)網(wǎng)絡方法對頻帶能量值進行一步預測得到待識別模式序列后進行灰靶變換及靶心度計算; (4)基于靶心度分級原則,對容錯電機的健康狀態(tài)進行量化分級; (5)同時考慮在容錯電機健康狀態(tài)量化評估過程中不同頻帶的權重問題,運用灰貢獻度對灰靶算法進行改進,從而判斷系統(tǒng)處于何種程度的優(yōu)劣狀態(tài),給出量化形式的系統(tǒng)健康狀態(tài)。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于加權灰靶理論的容錯電機健康狀態(tài)測定方法,其特征在于: 所述步驟(3)的具體步驟如下: 首先建立小波 包-灰色神經(jīng)網(wǎng)絡預測模型整體框架; 其次,設計小波包-灰色神經(jīng)網(wǎng)絡預測的步驟如下: .1.取預測值數(shù)列中的第I個到第n-m個,第2個到第n-m+1個,...第m個到第n_l個,組成m個長度為n-m的數(shù)據(jù)序列P ; .2.取原始數(shù)列中的第n-m+1,第n-m+2,第n-m+3,...第η個數(shù)據(jù),組成數(shù)據(jù)序列T;
3.將數(shù)列P作為神經(jīng)網(wǎng)絡的輸入向量,T作為神經(jīng)網(wǎng)絡的輸出向量,選擇網(wǎng)絡結構,并進行參數(shù)初始值的設定;
4.設定訓練次數(shù),期望誤差值,學習速率等,訓練網(wǎng)絡,使得誤差達到期望值,從而得到一系列權值和閥值,固定網(wǎng)絡結構;
5.利用訓練好的網(wǎng)絡,將灰色模型預測的下一時刻的值作為神經(jīng)網(wǎng)絡的輸入,運行程序,得到神經(jīng)網(wǎng)絡的輸出,輸出值就是相應下一時刻的預測值最后對待識別模式序列進行灰靶變換及靶心度計算。 .3.根據(jù)權利要求1所述的基于加權灰靶理論的容錯電機健康狀態(tài)測定方法,其特征在于: 所述步驟(4)的具體步驟如下: 根據(jù)灰色理論的最小信息原理,靶心度應該平衡分檔;又根據(jù)灰色關聯(lián)度的相關定理, 在miE nun Δ|}| () ? O5 C =Oj的條件下,有

【文檔編號】G06N3/02GK103455658SQ201310289733
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年7月10日 優(yōu)先權日:2013年7月10日
【發(fā)明者】雷曉犇, 齊蓉, 李穎暉, 韓建定, 李曙偉, 譚海軍 申請人:西北工業(yè)大學自動化學院, 中國人民解放軍空軍工程大學
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