一种航天器电源系统故障检测方法及装置

摘要

本发明公开一种航天器电源系统故障检测方法及装置，通过在电源系统一次母线上设置的光纤温度传感器，利用故障发生时母线温度变化特性，采用基于小波理论的故障检测方法，对故障时刻进行准确的检测。该方法首先对含有噪声的原始温度信号进行小波变换，然后通过小波熵对含有噪声的多层信号进行滤波，滤除了大部分噪声，其次通过相邻多尺度积的方法进一步抑制没有滤除的噪声干扰，最终通过对模极大值的检测，确定故障发生的准确时刻，本发明可以避免由于噪声影响导致的误判，提高故障检测的准确度。

主权项

一种航天器电源系统故障检测方法，其特征在于具体步骤如下：步骤1：检测系统中一次母线的温度信号x(t)；步骤2：采用正交小波函数对步骤1中的温度信号x(t)进行3层小波分解，得到一个低频分量a3以及第一层高频系数分量d1，第二层高频系数分量d2，第三层高频系数分量d3；步骤3：设步骤2中3个高频系数分量d1,d2,d3对应的小波能量分别为E₁,E₂,E₃，信号的总能量：E＝E₁+E₂+E₃其中：n为多分辨分析的离散点数，D_j(k)为多分辨离散小波系数；步骤4：分别计算3个高频系数分量在总能量中的占比为步骤5：3个高频系数分量d1,d2,d3对应的小波熵分别为W_EE1,W_EE2,W_EE3，$W_{\mathrm{EEj}}=-\underset{j=1}{\overset{3}{\Sigma }}{P}_j\log \left(P_j\right)(j=\mathrm{1,2,3})$步骤6：在第一层高频系数分量d1上定义滑动窗口，取窗口宽度L∈n，滑动因子δ∈n，将第一层高频系数分量d1分成(n‑L+1)/δ个相等的子区间；步骤7：计算步骤6中各个子区间上的小波熵，找出小波熵最大的子区间，并将此区间方差设为噪声方差，则第一层高频系数分量d1的噪声阈值为其中σ₁为噪声的标准差，D₁(k)为第一层高频系数分量d1的多分辨离散小波系数；步骤8：根据确定的噪声阈值λ₁对第一层高频系数分量d1进行滤波，滤波后的第一层高频系数分量高频分量d1为：$u_{1,k}=\left\{\begin{array}{cc}0,& \left|D_1\left(k\right)\right|<{\lambda }_1\\ \mathrm{sgn}\left(D_1\left(k\right)\right)\left(\right|D_1\left(k\right)|-{\lambda }_1),& \left|D_1\left(k\right)\right|\ge {\lambda }_1\end{array}\right.(k=\mathrm{1,2},...,n)$步骤9：在第二层高频系数分量d2上定义滑动窗口，取窗口宽度L∈n，滑动因子δ∈n，将第二层高频系数分量d2分成(n‑L+1)/δ个相等的子区间；步骤10：计算步骤9中各个子区间上的小波熵，找出小波熵最大的子区间，并将此区间方差设为噪声方差，则第二层高频系数分量d2的噪声阈值为其中σ₂为噪声的标准差，D₂(k)为第二层高频系数分量d2的多分辨离散小波系数；步骤11：根据确定的噪声阈值λ₂对第二层高频系数分量d2进行滤波，滤波后的第二层高频系数分量d2为：$u_{2,k}=\left\{\begin{array}{cc}0,& \left|D_2\left(k\right)\right|<{\lambda }_2\\ \mathrm{sgn}\left(D_2\left(k\right)\right)\left(\right|D_2\left(k\right)|-{\lambda }_2),& \left|D_2\left(k\right)\right|\ge {\lambda }_2\end{array}\right.(k=\mathrm{1,2},...,n)$步骤12：计算滤波后的第一、二层高频系数分量d1和d2的积：M_12,k＝u_1,k×u_2,k(k＝1,2,…,n)步骤13：确定M_12,k的模极大值点，该模极大值点即为原始信号的突变点，对应的时刻即为故障发生的时间。