渐消SPRT在SINS/CNS/SRS导航系统软故障诊断中的应用

作     者：高广乐 高社生 彭旭 胡高歌 GAO Guangle;GAO Shesheng;PENG Xu;HU Gaoge

作者机构：西北工业大学自动化学院西安710072 西北工业大学深圳研究院深圳518057 南瑞集团(国网电力科学研究院)有限公司南京211106 

出 版 物：《中国惯性技术学报》 (Journal of Chinese Inertial Technology)

年 卷 期：2020年第28卷第6期

页      面：834-840页

核心收录：

学科分类：08[工学] 081105[工学-导航、制导与控制] 0802[工学-机械工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0811[工学-控制科学与工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(42004021) 

主　　题：故障检测 序贯概率比检验 渐消因子 光谱红移导航 组合导航 

摘      要：为提高导航系统的可靠性,实时的故障诊断与隔离十分必要。序贯概率比检验(SPRT)对传感器中缓慢增长的软故障具有较高的灵敏度,但该方法却存在故障检测延迟甚至无法检测故障结束的缺陷,造成故障的漏警和误警。对SPRT在故障检测中存在的缺陷进行了分析并提出了一种渐消SPRT方法。渐消SPRT方法通过引入渐消因子,降低了历史信息对故障时刻统计量变化率与统计量的影响,进一步增强SPRT对故障的灵敏度,从而实现降低故障检测延迟并避免SPRT无法检测故障结束的问题。最后基于捷联惯导/天文/光谱红移(SINS/CNS/SRS)组合导航系统,进行了导航系统实施故障诊断仿真验证。仿真结果表明相比于SPRT,渐消SPRT能够检测到缓变故障的结束并将故障开始时刻的检测延迟降低了41%,极大地提高了SINS/CNS/SRS组合导航系统的实时估计精度与可靠性。在实时导航系统中,渐消SPRT能够起到良好的软故障检测与隔离作用,保证了系统的稳定性。