(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111634691.7 (22)申请日 2021.12.2 9 (71)申请人 中国航发控制系统研究所 地址 214063 江苏省无锡市滨湖区梁 溪路 792号 (72)发明人 余丹妮　刘冬　葛海　 (74)专利代理 机构 无锡市大为专利商标事务所 (普通合伙) 32104 代理人 涂三民　殷红梅 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 17/16(2006.01) G06F 119/02(2020.01) (54)发明名称 基于压缩感知的控制器基准电源故障诊断 与校正方法 (57)摘要 本发明涉及一种基于压缩感知的控制器基 准电源故障诊断与校正方法， 包括以下步骤： 对 航空发动机控制器内部基准电源电路进行系统 分析， 建立相关性模型， 获得相关性图示模型和 数学模型矩阵； 根据相关性模型， 建立线性化故 障方程； 基于正交匹配追踪算法， 由测量值和故 障特征矩阵重构获得故障模式， 实现基准电源的 故障诊断； 通过计算测量值在不同故障子空间的 投影长度， 评估所有部件偏移比例， 进而实现基 准电源校正实现测量值的校正。 本发 明提高了系 统的故障检测率， 可减少测试点需求， 能同时实 现单点故障和多点组合故障的定位， 为系统的健 康管理提供了有效的手段， 并提供了基准电源偏 差校正方法， 提高了控制器的测量精度。 权利要求书2页 说明书6页 附图5页 CN 114329971 A 2022.04.12 CN 114329971 A 1.一种基于压缩感知的控制器基准电源故障诊断与 校正方法， 其特征是该方法包括以 下步骤： 步骤1： 对航空发动机控制器内部基准电源电路进行系统分析， 建立相关性模型， 获得 相关性图示模型和数 学模型D矩阵； 步骤2： 根据相关性模型， 建立线性 化故障方程： y＝Ax+w 其中， y为M维测量 值， A∈CM×N为故障特 征矩阵， x表示故障模式， w 为测量噪声； 步骤3： 基于正交匹配追踪算法， 由测量值y和故障特征矩阵A重构获得故障模式x， 实现 基准电源的故障诊断； 步骤4： 通过计算测量值在不同故障子空间的投影长度l， 评估所有部件偏移比例k， 进 而实现基准电源校正实现测量 值的校正。 2.如权利要求1所述的基于压缩感知的控制器基准电源故障诊断与校正方法， 其特征 是： 所述步骤1具体为： 1‑1)通过系统分析， 确定基准电源电路中所有可能出现故 障的部件Fn和可用的测试点 Tm， 其中， n＝1,2,…,N， m＝1,2, …,M， N表示部件总数， M表示测试点总数； 1‑2)分析部件和测试点之间的相关性， 建立相关性图示模型； 所述相关性图示模型中， 采用方框表示部件Fn， 圆框表示测试点Tm， 箭头表示功能信息流向； 1‑3)根据相关性图示模型中的功能信息流向， 建立部件Fn和测试点Tm之间的D矩阵模型 DM×N， 所述D矩阵模型为相关性数学模型， 采用dmn表示矩阵DM×N中第m行n列元素， dmn的取值 为： 3.如权利要求1所述的基于压缩感知的控制器基准电源故障诊断与校正方法， 其特征 是： 所述步骤2具体为： 2‑1)测量值y由步骤1)中所有测试点Tm， m＝1,2, …,M的测量数据相对偏差组成， 即 其中， tm表示测试点Tm的测试数据， t0m表示测试点Tm的基准值； 2‑2)故障模式x表示 步骤1)中部件Fn， n＝1,2,…,N是否发生故障， 即 2‑3)故障特征矩阵A由步骤1)中D矩阵模型DM×N各列向量分别乘以对应故障对测量值y 影响比例， 再归一 化后得到， 即， 其中， n＝1,2, …,N， An和Dn分别表示A和DM×N第n列向量， Kn为M维列向量， 表示部件Fn对 测量值y各个元 素影响比例。 4.如权利要求1所述的基于压缩感知的控制器基准电源故障诊断与校正方法， 其特征 是： 所述步骤3具体为：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114329971 A 23‑1)设置初始值： 残差r0＝y， 故障模式x＝0， 索引集 合 迭代计数器q＝0； 3‑2)更新计数器： q＝q+1； 3‑3)寻找索引值 λq： 解优化问题 λq＝argmaxn＝1,…,N|<An,rq>|， 出现多解任选一个； 3‑4)更新参数： Ωq＝Ωq‑1∪{ λq}； 3‑5)更新故障模式： 解优化问题 3‑6)更新残差： rq＝y‑Axq； 3‑7)当q＝Q时， 结束算法， xQ即为所求故障模式， 否则重复步骤3 ‑2)至步骤3 ‑7)。 5.如权利要求1所述的基于压缩感知的控制器基准电源故障诊断与校正方法， 其特征 是： 所述步骤4具体为： 4‑1)计算投影长度 l， 记故障模式xQ下有故障的部件对应的索引向量为f， AQ＝Af表示有 故障的部件所对应的故障特征向量， 测量值y在A的列向量对应子空间的投影长度l表达式 为， 其中， l为n维列向量， 无故障的部件 对应子空间投影长度为0； 4‑2)评估部件偏移比例， |kn|越大表示部件Fn偏差越大， kn通过ln计算得到， 4‑3)本步骤主要对基准电源进行校正， 根据偏移比例计算测试点Tm的测量数据tm的校 正值为， 其中， c表示基准电源 对应的部件索引值。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114329971 A 3