基于样本分位数原理的飞参数据异常值检测算法
2020-06-07戴邵武陈强强戴浩然
戴邵武,陈强强,2,毛 凯,戴浩然
(1.海军航空大学,山东 烟台 264000; 2.海军92728部队,上海 200040;3.空军95596部队,河南 商丘 476000)
飞行数据记录系统(Flight data recorder system,FDRS)起源于20世纪40年代,FDRS通过记录并保存飞机在飞行过程中的一些重要参数(一般称为飞参数据),实现对飞机状态的实时及事后检测[1]。飞参数据为飞机故障调查、研发设计以及训练维护提供了重要的数据来源。因此,通过对飞参数据进行准确有效的处理分析,是提高飞机可靠性的重要途径之一[2]。
在对飞参数据进行分析的过程中,受到飞行环境、仪器内部高精密、高复杂尺度的构造以及噪声干扰等多方面因素的制约,飞参数据在记录过程中会受到一定的影响[3]。通常情况下,将这些受到外界干扰而导致的飞参数据中的数据异常跳变点称为野值[4]。野值数据一般偏离记录数据的变化规律,野值的存在会给飞参数据状态估计及飞行性能分析带来较大的误差,甚至严重偏离飞机的实际飞行状态。因此在飞参数据实际使用过程中,必须对野值进行处理,从而最大限度地保证飞参数据的准确性[5]。
随着对飞参数据野值检测方面研究的不断深入,一些数学方法逐渐得到应用。其中最常用也最简单的判别准则即莱特准则[6](Letters criterion,3σ准则)。莱特准则通过对随机误差正态分布规律进行研究以进行野值剔除,但其在处理过程中假定所有观测样本均服从同一正态分布,这在一定程度上制约了适用性。文献[7-8]通过构建卡尔曼滤波器(Kalman Filter)实现对野值的识别和处理,但Kalman滤波方法需要对过程噪声及量测噪声有着明确的定义,不满足飞参数据的实际情况。……
