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龙图腾网获悉沈阳飞机工业(集团)有限公司申请的专利基于混杂观测器的飞机系统远程故障诊断方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN117032158B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-14发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310938694.2，技术领域涉及：G05B23/02；该发明授权基于混杂观测器的飞机系统远程故障诊断方法是由闫晶晶;刘本刚;邓国鹏;潘新;顾新;冯小娟设计研发完成，并于2023-07-28向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于混杂观测器的飞机系统远程故障诊断方法在说明书摘要公布了：基于混杂观测器的飞机系统远程故障诊断方法，属于故障诊断技术领域。本发明充分考虑到由于传输网络所导致的稀疏可获得的测量值，弥补了已有基于连续测量值所设计的估计方法的不足，并充分利用了新一代信息技术有效提高了飞机信息物理系统运行的可靠性；将信息物理系统框架引入到了飞机系统远程故障诊断领域，通过系统建模、仿真验证、混杂系统理论等技术建立远程故障诊断方案，在一定程度上促进了飞机系统健康管理技术的发展。

本发明授权基于混杂观测器的飞机系统远程故障诊断方法在权利要求书中公布了：1.基于混杂观测器的飞机系统远程故障诊断方法，其特征在于，步骤如下： S1：建立面向飞机系统的动力学模型，所述动力学模型基于外部扰动和测量噪声下的线性连续时间系统，并基于所述动力学模型对过程故障进行数学表征； 所述动力学模型如公式1所示： 1 其中分别表示处于物理层的飞机系统的状态变量、控制输入和输出测量值，表示对时间的一阶导数；分别表示维欧式空间和维实矩阵的集合；表示未知的故障信号，并满足，表示对时间的一阶导数，是一个实数，可以未知；分别表示有界的外部扰动和测量噪声；矩阵和是具有恰当维数的已知的实数矩阵；不失一般性，设矩阵对是可观测的，且矩阵是列满秩的； S2：考虑到飞机系统的测量输出值是由数字通讯网络从物理层传输到网络层，并且对于网络层来说，只能在一些未知的时刻获得系统的测量输出值，给出恰当的传输时刻表达式，并基于数字通讯网络的特性对相邻传输间隔做出合理限制； 为实现远程故障诊断目的，处于物理层的飞机系统的测量输出值通过数字通讯网络由物理层传输到网络层，并且对于网络层来说，只能在一些未知的时刻获得系统的测量输出值，是整数； 考虑到上述情况，定义测量值传输时间序列是无界并且严格增加的，其中表示正整数集；此外，基于数字通讯网络的特性，设存在正实数和，使得公式2中的不等式成立： 2 其中是飞机系统测量输出值传输的初始时刻，和分别表示第k和k+1个传输时刻； S3：验证飞机系统相关矩阵的不变零点是否都稳定； S4：设计辅助变量处理飞机系统状态变量和故障信号联合估计过程中的耦合问题； 为了提供故障信号的估计值同时保证故障估计误差的收敛性，并解处理状态变量和故障信号联合估计过程中的耦合问题，引入如下公式3所示的辅助中间变量： 3 其中表示辅助中间变量，矩阵设置为，表示矩阵的转置，是一个由设计者自行给定的正数； S5：针对不能获得飞机系统输出测量值的时间区间，结合混杂系统理论，设计混杂观测器同时提供对系统状态变量和故障信号的估计值； 通过引入公式3中给出的辅助中间变量，对于输出测量值不可获得的时间区间，设计如下所示的混杂观测器： 4 其中分别表示的估计值，、、分别为、、对时间的一阶导数，起到测量更新项的作用，并在两个相邻的传输时刻之间提供输出估计误差的注入；故障信号的估计值为；矩阵是需设计的观测器增益矩阵； S6：针对可获得飞机系统输出测量值的时刻，结合混杂系统理论，设计混杂观测器同时提供对系统状态变量和故障信号的估计值； 通过引入公式3中给出的辅助中间变量，当考虑到输出测量值可获得时刻，设计如下所示的混杂观测器： 5 其中是维数为ny的单位矩阵，矩阵是需要设计的观测器增益矩阵； S7：基于混杂系统稳定性理论和指数输入-状态稳定性定理，给出观测器可以同时提供对系统状态变量和故障信号的估计值且保证估计误差系统满足指数输入-状态稳定的观测器增益矩阵设计准则； 基于混杂系统稳定性理论和指数输入-状态稳定性定理，如存在满足下述条件的观测器增益矩阵，则所设计的观测器4-5可以同时提供对系统状态变量和故障信号的估计值且估计误差系统满足指数输入-状态稳定： 对于给定的正数以及矩阵，，如果存在正定矩阵，使得如矩阵不等式成立，则观测器4-5可以同时提供对系统状态变量和故障信号的估计值且保证估计误差系统满足指数输入-状态稳定： 6 其中 其中符号“”表示对称矩阵中的对称项，分别表示具有恰当维数的零矩阵和单位矩阵，并且； S8：结合线性矩阵不等式技术，给出可以通过MATLAB软件中LMI工具箱直接求解的观测器增益矩阵设计条件； S9：给出观测器增益矩阵求解的具体数学表达式； S10：通过仿真平台验证飞机信息物理系统远程故障诊断方案的有效性，并基于仿真结果对方案进行优化完善。

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