[發(fā)明專利]航空發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)系統(tǒng)故障診斷方法及故障模擬系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510423175.8
• 申請(qǐng)日: 2015-07-17
• 公開（公告）號(hào): CN105021403A
• 公開（公告）日: 2015-11-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王健;張桂剛;葉墅鋒;呂騭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所
• 主分類號(hào): G01M15/00
• 分類號(hào): G01M15/00
• 代理公司: 北京博維知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11486
• 代理人: 方振昌

1.一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)系統(tǒng)故障診斷方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟S10，建立航空發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并進(jìn)行模擬仿真；

步驟S20，在所述數(shù)學(xué)模型中輸入故障參數(shù)，并進(jìn)行故障模擬仿真，得出狀態(tài)變化數(shù)據(jù)；

步驟S30，采用時(shí)域分析法對(duì)所述狀態(tài)變化數(shù)據(jù)提取特征值，采用主成分分析法對(duì)狀態(tài)變化數(shù)據(jù)降低維度，進(jìn)而得到訓(xùn)練數(shù)據(jù)和測(cè)試數(shù)據(jù)；

步驟S40，所述測(cè)試數(shù)據(jù)作為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入值，得到測(cè)試數(shù)據(jù)的輸出值，將所述測(cè)試數(shù)據(jù)輸出值的矩陣中各行元素與訓(xùn)練數(shù)據(jù)構(gòu)造的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出值的矩陣中各行元素進(jìn)行比較，計(jì)算出各行元素的最大誤差值及平均誤差值；

所述最大誤差值和平均誤差值均在設(shè)定誤差范圍內(nèi)，則診斷結(jié)果正常；

最大誤差值或平均誤差值超出設(shè)定范圍，則診斷結(jié)果為異常。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)系統(tǒng)故障診斷方法，其特征在于，所述步驟S10按照如下步驟進(jìn)行：

步驟S101：建立所述航空發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型；

步驟S102：使用SIMULINK建模工具對(duì)所述數(shù)學(xué)模型進(jìn)行仿真，計(jì)算出航空發(fā)動(dòng)機(jī)在穩(wěn)態(tài)的高壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、低壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、尾氣溫度參數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)系統(tǒng)故障診斷方法，其特征在于，所述步驟S20包括，對(duì)所述數(shù)學(xué)模型中輸入故障參數(shù)，并進(jìn)行仿真，得出在故障狀態(tài)下高壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、低壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、尾氣溫度的變化參數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)系統(tǒng)故障診斷方法，其特征在于，所述設(shè)置的故障參數(shù)包括：改變起動(dòng)機(jī)、渦輪扭矩、油氣比的參數(shù)，使航空發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過程出現(xiàn)起動(dòng)機(jī)帶轉(zhuǎn)困難、點(diǎn)火失敗、起動(dòng)超溫故障。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)系統(tǒng)故障診斷方法，其特征在于，所述步驟S30包括：采用時(shí)域分析法對(duì)所述狀態(tài)變化數(shù)據(jù)提取特征值，所述特征值包括均方根值、脈沖指標(biāo)、峰值指標(biāo)、峭度指標(biāo)、波形指標(biāo)及裕度指標(biāo)。

6.一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)系統(tǒng)故障模擬系統(tǒng)，其特征在于，包括：

仿真模塊，用于對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)系統(tǒng)建立數(shù)學(xué)模型，在所述數(shù)學(xué)模型中輸入故障參數(shù)，并進(jìn)行故障模擬仿真，得出狀態(tài)變化數(shù)據(jù)；

故障分析模塊，對(duì)故障模擬仿真的狀態(tài)變化數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得到訓(xùn)練數(shù)據(jù)和測(cè)試數(shù)據(jù)；

數(shù)據(jù)處理模塊，用于對(duì)采集到的訓(xùn)練數(shù)據(jù)和測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行降低維度，生成提供構(gòu)造BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)所使用的訓(xùn)練數(shù)據(jù)和測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確性的測(cè)試數(shù)據(jù)；

故障診斷模塊，提取測(cè)試數(shù)據(jù)作為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入值，將得到的輸出值與所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)構(gòu)造的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出值進(jìn)行比較，通過對(duì)比評(píng)價(jià)，進(jìn)行故障診斷。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所示的航空發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)系統(tǒng)故障模擬系統(tǒng)，其特征在于，還包括：

用戶認(rèn)證模塊；其為該平臺(tái)的登錄終端，用戶在認(rèn)證模塊中輸入認(rèn)證信息，才允許登錄到該平臺(tái)。

8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所示的航空發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)系統(tǒng)故障模擬系統(tǒng)，其特征在于，還包括：

信息顯示模塊；用于顯示航空發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過程的功率變化和轉(zhuǎn)矩變化，以及在啟動(dòng)過程的不同階段中，每個(gè)階段中關(guān)鍵參數(shù)的不同變化。