1.一种在线主动诊断故障的智能健康管理方法,其特征在于,包括以下步骤:a.基于多性能指标权衡优化思想设计故障灵敏性观测器组,使得每个故障灵敏性观测器的输出残差信号对某一特定故障灵敏,同时对其他故障和干扰鲁棒;
所述步骤a中设计的故障灵敏性观测器如下:s
其中, yi(t)∈R 、 i=0,1,…,N分别是系统的状态估计、输出信号和m s
输出估计,ui(t)∈R是系统的控制输入信号,ri(t)∈R是系统的残差信号,A、B、C是适维的n×s系统矩阵,L0为极点配置法获取的标称观测器增益矩阵,Li∈R ,i=1,2,…N为待设计的故障灵敏性观测器增益矩阵,并满足 其中,:,表示取 的所有行,1:s表示取的第1列至第s列,即Li为 的前s列;的设计要满足残差信号与特定故障fi的灵敏性指标||ri(t)||2>βi||fi(t)||2以及残差信号与扰动d(t)、剩余其他故障fj的鲁棒性指标即 通过如下矩阵不等式获得:其中,符号“*”表示矩阵对称部分,Ed、Fd、Efi分别是系统状态
T
干扰矩阵、输出干扰矩阵和故障矩阵,I为适维的单位阵,正定对称矩阵Pi=Pi>0,α1、α2、2
λi、γi、βi均为任意的正标量,且βi=α2‑λi;
b.设计智能切换管理机制驱动观测器组主动有序切换,使得观测器组生成的状态估计值用于反馈控制来保证整体系统稳定;
所述步骤b中,使观测器主动有序切换的智能切换管理机制如下:‑1
Lgh=Lk+σ(t)[I‑σ(t)(I‑H)] H(Lk+1‑Lk),g,h∈{0,1,…,N}T T
其中, 且Hk=Hk>0、Hk+1 =Hk+1>0,I为适维的单位阵,0≤σ(t)≤1为切换信号,具体描述为:上述主动有序切换的观测器生成的状态估计值 用于组成状态反馈控制器m×n
其中,F∈R 是由LQR方法获取的状态反馈控制增益;
c.在观测器切换过程中,通过阈值法设计逻辑决策主动诊断微小故障。
2.根据权利要求1所述的一种在线主动诊断故障的智能健康管理方法,其特征在于,所述步骤c中设计的故障诊断决策逻辑如下:其中,残差评估函数为 Ω为移动时间窗口,阈值为