2008年第6期导弹与航天运载技术No.62008总第298期MISSILEANDSPACEVEHCILESumNo.298收稿日期:2008-06-15基金项目:航空科学基金,项目编号:20060112126作者简介:刘昆朋(1984-,男,硕士研究生,主要研究方向为飞行器故障诊断文章编号:1004-7182(200806-0013-04导弹舵机参数故障诊断方法刘昆朋,曾庆华(国防科技大学航天与材料工程学院,长沙,410073摘要:以导弹电动舵机为研究对象,阐述了其组成结构和自检原理,在舵机自检BIT的基础上,应用递推最小二乘法(RLS对舵机参数进行估计,提出了一种选取故障检测阈值的实验方法,通过MATLAB/SIUMULINK仿真验证了该方法的可行性。关键词:电动舵机;递推最小二乘法;故障诊断中图分类号:V448文献标识码:AFaultDiagnosisMethodforMissileElectromechanicalActuatorLiuKunpeng,ZengQinghua---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---(CollegeofAerospaceandMaterialEngineering,NationalUniversityofDefenseTechnology,Changsha,410073Abstract:Focusingonakindofmissileelectromechanicalactuator,thestructureandself-testingprinciplesarediscussed.Actuatorparametersareachievedviatherecursiveleastsquares(RLSestimationalgorithmbasedonactuatorBIT.Andanexperimentalmethodforchoosingfaultdetectionthresholdisadvanced,thefeasibilityofwhichisvalidatedviasimulationlaunchedinMATLAB/Simulink.KeyWords:Electromechanicalactuator;Recursiveleastsquares;Faultdiagnosis0引言在导弹武器系统中引入总线结构,为导弹武器及其测控系统带来了新的变化,导弹的各个部件都挂接在总线上,面向总线通信,这种结构提升了各部件的独立性,同时使得对单个部件进行独立的故障诊断成为可能。舵机是一个简单的闭环控制系统,舵机故障多表现为各元件的参数故障。在参数辨识领域,最小二乘法是一类得到广泛应用的估计方法,可用于静态、动态、线性和非线性系统,其中递推最小二乘法还能用于在线辨识,实现实时控制。在舵机自检BIT的基础上,采用递推最小二乘法对舵机参数进行辨识,通过比较辨识结果与事先设定的阈值,可以判断参数是否出现故障,这一过程称为故障检验。已有的故障检验方法包括最小错误概率Bayes检验[1]、Neyman-Pearson检验[2]、最小风险检验[3]、Wald序列概率比检验[4]等,这些方法都需要研究对象的先验知识支持。根据舵机的特点,在本文中提出了一种用于选定故障检测阈值的实验方法,根据不同条件下的多次参数辨识结果,可以为各参数选取合适的故障检测阈值,从而实现对舵机参数故障的检测与诊断。---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---1舵机的数学模型某型导弹舵机系统由4个完全相同的独立回路组成。图1为其一个回路的频域结构框图,该回路是一个单输入、单输出系统,输入为电压信号,通过控制器和放大器后,驱动伺服电机,伺服电机的输出转角通过减速机构减速后,产生舵偏角输出。使用反馈电位计采集舵偏信号,形成闭环控制。舵机各个环节的参数列于表1。图1舵机单回路框图导弹与航天运载技术2008年---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---表1舵机系统模型参数2舵机的自检原理舵机在设计时已经加入了BIT设计,图2所示为舵机的自检原理框图。自检时,方波发生器先启动,经信号控制电路发给舵机回路一定频率的方波指令,并将电位计端电压拉偏到0U。由于方波指令频率较高,而舵机中存在一些非线性因素,主要有减速器的死区和滞回、负载转矩等,这两方面的作用使舵偏角保持不变,反馈电位计无动态输出,而电机电枢电流随方波指令变化,将电机电枢电流与方波指令进行比较、判断,波形正常时,发出自检正常信号。图2舵机自检原理反馈电位计无动态输出,意味着舵系统反馈通道不起作用,因此可将由测试信号获得电枢电流的过程视为一个线性过程,这为最小二乘参数估计创造了良好的条件。3舵机参数故障的诊断舵机自检过程中,将电机电枢电流与方波指令进行比较,只能判断舵机是否出现了故障,而无法将故障定位到某个参数。在舵机自检BIT的基础之上,采用增加测试点的方法,可以实现对舵...