本技术公开了一种混合推进系统交叉耦合故障诊断方法及系统,包括以下步骤:步骤一:通过分析飞行汽车在空地转换过程中的运动状态数据,建立空中和地面工况之间的耦合模型;步骤二:基于步骤一中的飞行汽车运动状态耦合结果,研究涡轴发动机与电机执行器之间的功能耦合关系;步骤三:基于步骤二中的故障预测特征值,系统将持续监测传感器数据和执行器状态,并基于交叉耦合特性进行实时故障诊断,得到系统实时诊断反馈与调整建议。本发明实现了空中和地面工况之间的准确耦合分析,还能够通过实时监测运动状态数据,对空中起飞和地面降落阶段的耦合特性进行故障诊断和预警。
背景技术
飞行汽车作为未来交通工具的代表,融合了汽车和飞行器的特点,可有效缓解地面交通拥堵问题。随着技术的进步和电动化的发展,混合推进系统正逐步应用于飞行汽车领域,并起着关键性的作用。在飞行汽车混合推进系统中,空中和地面的运动状态之间存在显著的耦合关系,而推进系统中的各执行器(如涡轴发动机和电机)之间的功能也存在复杂耦合。如何充分考虑这些交叉的耦合关系,并有效应用于系统故障的预知,已成为行业亟需解决的技术难题。目前,针对飞行汽车混合推进系统的故障诊断研究还并不十分全面,现有的一些相关技术方案可为该领域研究提供一些参考。例如,中国发明专利申请号为CN202310030052.2,名为“一种飞行汽车线控底盘控制系统”中,提到了飞行汽车要适用于陆空两用,故而底盘各系统结构应具有冗余特性,以便在故障诊断和特殊情况下可以发挥作用。其线控底盘系统设置的故障诊断模块考虑了空中和地面的耦合关系,通过信号接收和处理获得期待数据输入,通过检测系统获取实时数据输入,经过预处理后再进行故障诊断;中国发明专利申请号为CN 202210917909 .8,名为“飞行汽车自检方法、设备和计算机可读存储介质”中,提出了将飞行汽车系统划分为飞行系统和陆行系统,两大系统分别又包含多个子系统,对各个子系统参数进行单独故障诊断,从而形成目标控制策略;中国发明专利申请号为CN 202410916533.8,名为“混动汽车诊断方法、装置及介质”中,提出了利用发动机和驱动电机耦合,并分别耦接处理器,进行整车部件、发动机部件和驱动电机部件等的故障诊断方法。
然而,尽管这些现有技术在一定程度上解决了混合推进系统中的故障诊断问题,但仍存在以下两个主要不足之处:首先,在故障预知方面,现有技术多集中于单一执行器或特定工况下的故障预测,忽略了不同执行器之间的功能耦合及在空地转换过程中的交互影响。由于未能充分利用系统内外部的耦合特性,这些方案在面对复杂工况时,往往无法准确地提前预测故障发生。其次,在故障诊断方法的设计上,现有技术通常针对单一组件或单一工况进行故障诊断,未能充分考虑系统内部各执行器之间的功能交叉耦合。这种方式忽视了在系统部分功能失效时,通过利用其他执行器的功能耦合来维持系统整体功能的可能性,导致诊断结果在复杂工况下的可靠性较低。
因此,如何进一步开发出能够综合利用混合推进系统中各执行器之间及空地工况之间耦合特性的故障诊断方法,成为提高混合推进系统可靠性和安全性的重要课题。本发明旨在提供一种基于交叉耦合特性的混合推进系统故障诊断方法,通过对系统耦合特性的深入分析,提升故障预知与诊断的精度,确保系统在复杂工况下的高效运行和稳定性。
实现思路