[發明專利]一種飛機燃油泵信號退化特征提取方法及裝置

有效

• 申請號: 201710903937.3
• 申請日: 2017-09-29
• 公開（公告）號: CN107622251B
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發明（設計）人: 李文娟;劉海強
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/62
• 代理公司: 深圳國海智峰知識產權代理事務所(普通合伙) 44489
• 代理人: 王慶海;劉軍鋒

1.一種飛機燃油泵信號退化特征提取方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

步驟1：數學形態學處理；將采集到的飛機燃油泵輸出的燃油壓力數據以系統工作循環為步長作劃分，將每個工作循環內的數據x_i作為基本處理單元；以飛機燃油泵未發生性能退化時的燃油壓力輸出量x₁作為健康基準信號，采取各工作循環內信號對健康基準信號求差值的方法對數據進行預處理，生成離散序列f(i)；選擇不同尺度λ，對f(i)作多尺度數學形態學腐蝕與膨脹；

步驟2：信號復雜度度量；計算不同尺度下信號波形的面積A_λ，其中，λ_min≤λ≤λ_max，用A_λ總和來反映每段數據形態特性的變化情況；

步驟3：權重因子計算；定義單工作循環信號能量與總信號能量，計算單工作循環內形態特征變化量對應的權重因子w(λ)；

步驟4：形態譜衰減因子構建；建立形態譜衰減因子，定量描述飛機燃油泵在不同性能退化狀態下燃油壓力形態特性的變化趨勢；

步驟5：基于SVDD的隸屬度函數確定；使用支持向量數據域描述將數據樣本MSDI映射到高維的特征空間，訓練獲得描述樣本最小體積的超球面；

求解SVDD描述的二次優化問題，計算超球球心a、樣本點到超球球心距離以及超球半徑的平方R²；

步驟6：模糊信息粒化；確定模糊信息粒化窗口W_k，形成時間參數子序列d_k；計算與R²的差值Yd_i，并令Yd_k＝min(Yd_i)，將Yd_k對應的樣本點d_kr確定為模糊信息粒子p_k的粒子核r_k；

步驟7：形態譜衰減模糊信息粒子核生成；在模糊信息粒化窗口W_k內對r_k進行修正，構建形態譜衰減信息粒子核，記為CMFS_G_k；

步驟8：健康基準曲線擬合；基于粒子群優化的參數尋優，在最優參數下基于支持向量回歸擬合健康基準曲線P_dp，并計算曲線擬合的性能指標：均方根誤差和相關系數C_rr。

2.如權利要求1所述的一種飛機燃油泵信號退化特征提取方法，其特征在于，在步驟1中，基本處理單元x_i及預處理后離散序列f(i)分別為：

x_i＝(x₁,x₂,...x_imax)，

f(i)＝x₁-x_i,(i＝1,2,...i_max)；

令λ表示尺度，g(i)表示結構函數，多尺度數學形態學的腐蝕、膨脹運算如下：

3.如權利要求2所述的一種飛機燃油泵信號退化特征提取方法，其特征在于，在步驟2中，A_λ總和的計算方法為：

4.如權利要求3所述的一種飛機燃油泵信號退化特征提取方法，其特征在于，在步驟3中，權重因子w(λ)的計算為：

5.如權利要求4所述的一種飛機燃油泵信號退化特征提取方法，其特征在于，在步驟4中，形態譜衰減因子的計算為：

6.如權利要求5所述的一種飛機燃油泵信號退化特征提取方法，其特征在于，步驟5中，超球球心a、樣本點到超球球心距離的平方及超球半徑的平方R²的計算分別為：

其中，α_i和α_j均為拉格朗日乘子，且α_i≥0，α_j≥0，K為核函數，z為經過支持向量數據域描述訓練獲得的支持向量。