基于观测器的传感器故障检测方法对比分析

作     者：陶立权 刘程 张正 王倩 王伟 TAO Li-quan;LIU Cheng;ZHANG Zheng;WANG Qian;WANG Wei

作者机构：中国民航大学适航学院天津300300 中国民航大学民用航空器适航审定技术与管理研究中心天津300300 

出 版 物：《航空发动机》 (Aeroengine)

年 卷 期：2020年第46卷第3期

页      面：46-53页

学科分类：08[工学] 082503[工学-航空宇航制造工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

主　　题：故障检测 性能指标 传感器 卡尔曼滤波器 滑模观测器 软硬故障 航空发动机 

摘      要：针对航空发动机传感器故障检测方法的适用范围缺乏量化数据问题,提出以故障检测性能指标为依据,对基于卡尔曼滤波器和基于自适应滑模观测器的故障检测方法适用性进行对比分析。分别设计了基于卡尔曼滤波器的残差生成和自适应滑模观测器的故障估计检测方法,根据故障检测策略实现故障检测;以蒙特卡罗法生成随机故障,对比分析在故障和干扰同时存在的情况下2种方法的故障检测效果和适用范围;基于DGEN 380发动机进行仿真,仿真结果表明:基于卡尔曼滤波器的故障检测方法对高斯噪声的处理能力较强,但故障检测率不足50%,尤其是针对软故障效果较差;而基于滑模观测器的故障检测方法在不考虑测量噪声的情况下,针对软硬故障检测的效果均较好,但处理传感器测量噪声的能力较差。