1.一种网联汽车控制系统的故障诊断方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:将网联汽车控制系统分为控制层和信息层,控制层中的控制节点为网联汽车控制系统中实现控制功能的节点,其余节点作为信息节点划分至信息层,信息层中的信息节点由控制层中的控制节点进行控制;
S2:对于信息层中的每个信息节点,记其在时刻t的输出状态参数向量B(t)=(b1(t),b2(t),…,bM(t))T,bm(t)表示第m个输出状态参数bm在时刻t的值,m=1,2,…,M,M表示状态参数数量;对于每个输出状态参数,采用基于遗传粒子群滤波的输出状态参数估计算法估计到时刻k的输出状态参数 如果 则判定该信息节点发生故障,否则信息节点正常;其中基于遗传粒子群滤波的输出状态参数估计算法的具体步骤包括:S2.1:确定信息节点中影响输出状态参数bm的参数,得到影响参数向量am=(am1,am2,…,amG)T,其中amg表示输出状态参数bm的第g个影响参数,g=1,2,…,G,G表示状态参数数量,确定以影响参数向量am为自变量的输出状态参数bm函数表达式bm(t)=h(t,am(t)),am(t)表示时刻t的影响参数向量am的值;
S2.2:根据预先确定的先验概率p(am(0))产生粒子集 N0表示粒子数量,并且令所有粒子对应的权值初始值
S2.3:初始化诊断时刻t=1;
S2.4:采用以下公式更新粒子权值:
其中, 表示影响参数向量am在时刻t的值时对应输出状态参数bm在时刻t函数值的条件概率, 表示影响参数向量am在时刻t-1的值时对应影响参数向量am在时刻t的值的条件概率, 表示影响参数向量am在时刻t-
1的值时与输出状态参数bm在时刻t函数值时对应影响参数向量am在时刻t的值的条件概率;
对权值进行归一化,得到归一化后的权值
S2.5:判断粒子权值方差是否小于预设阈值,如果是,进入步骤S2.7,否则进入步骤S2.6;
S2.6:进行粒子的交叉、变异,得到新的粒子集 返回步骤S204;
S2.7:根据以下公式进行状态估计:
S2.8:根据以下公式计算得到输出状态参数的估计值
S2.9:预测下一时刻的影响参数向量 f[]表示预先确定的影响参数向量的递增函数;
S2.10:令t=t+1,返回步骤S2.2;
S3:对于控制层的故障诊断,本发明中为每个控制节点设置一个多层扩张状态观测器,包括N个观测器,N表示控制节点的输出状态参数数量;多层扩张状态观测器的结构表达式如下:其中,Observer_d表示控制节点第d个输出状态参数对应的观测器,d=1,2,…,D,γd(k)表示观测器辅助变量,Ωd、Ξd、Ψd和Υd表示观测器增益系数矩阵,yd(k)表示时刻k时控制节点第d个输出状态参数的值, 表示时刻k时对控制节点第d个输出状态参数的估计值;
预先在智能汽车正常运行情况下,通过多层扩张状态观测器获取控制节点W个时刻的输出状态参数yd(w)及对应的估计状态信息 计算得到各个输出状态参数的残差样本向量Rd=[rd1,rd2,…,rdW],其中 然后对于每个残差样本向量Rd进行系统参数化表示,得到系统参数向量θd,对每一种状态参数的系统参数向量θd进行核密度估计,得到残差概率密度函数估计值pNF(θd);
在智能汽车运行时,通过观测器周期性地获取W个时刻的状态信息,采用同样方法通过观测器得到各个状态参数对应的残差样本向量R′d,进行系统参数化表示之后得到系统参数向量θ′d,进行核密度估计得到残差概率密度函数估计值p(θ′d);
计算每个状态参数的残差概率密度函数估计值p(θ′d)与对应正常运行情况下残差概率密度函数估计值pNF(θd)之间的散度,如果散度大于预设阈值,则认为该状态参数故障,否则该状态参数正常。
2.根据权利要求1所述的故障诊断方法,其特征在于,所述散度采用K-L散度。