王进才

（陆军航空兵学院航电和兵器工程系，北京 101123）

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随着航空领域信息化技术装备的快速发展，各类传感器在系统中被广泛地采用，在大幅提高智能化的同时，也给维护维修提出更多的挑战。比如，设备一旦发生故障或失常，其所产生的错误就将直接导致系统功能的丧失。因此，及时地对测量系统故障进行检测，准确地识别感测部件的故障程度，不仅可减少系统检测时间，更重要的在于能确保系统安全。

系统诊断检测一般分3个阶段：故障检测（Fault detection）、故障定位与故障隔离（Isolation）以及系统部件值偏差程度的判定（Identification）。由于在系统中，部件与传感器可能因为异常而产生超出容许范围的偏离，使得感测性能降低，也就是所谓软故障（Soft fault）或称为参数故障，此类故障是由于失常部件参数值的偏差引起的。而硬件故障（Hard fault），可能会造成部件与系统间的短路、开路或是传感器的严重损坏，将会影响系统的整体性能与输出特性。

传统的传感器检错主要是以残差（Residuals）来作为判断的依据。残差信号的产生能用来估计传感器的状态，并检测实际的故障情形，以排除由于不稳定失效或信号失真所引起的错误告警（False alarms）。当残差产生后，借助设定的临界值（Threshold）进行检错分析，其限制的范围越严格，故障诊断的灵敏度就越高，但出现不正确告警的风险就越大。过去已有一些方法[1]，原理上可分为硬件冗余 （Physical redundancy） 和解析冗余（Analytical redundancy）等方式。在硬件冗余中，就是设置多个平行并列的传感器于控制系统中，并以其输出信号作为故障判定的基准，但硬件冗余方法会增加系统成本和占用更大的空间，并且也会增加系统的复杂性，因此也就会降低系统可靠性。……