[發明專利]引擎健康診斷裝置和方法

在審

• 申請號: 201780072359.1
• 申請日: 2017-11-20
• 公開（公告）號: CN109997025A
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發明（設計）人: 愛德華·斯瑪特;尼爾·格萊斯;大衛·布朗恩;馬丁·格雷戈瑞;大衛·加里蒂
• 申請（專利權）人: STS國防有限公司
• 主分類號: G01M15/12
• 分類號: G01M15/12;G01H1/00
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 林強

1.一種用于分析往復式內燃機的健康的引擎健康診斷裝置，所述引擎健康診斷裝置包括：

特征生成電路，其處理從振動傳感器接收的振動傳感器數據，并生成指示所述振動傳感器數據的多個特征的特征向量，所述振動傳感器用于感測所述往復式內燃機的部件處的振動；以及

處理電路，其使用訓練后的分類模型處理由所述特征生成電路生成的特征向量以生成引擎健康指示，所述訓練后的分類模型由模型參數定義，所述模型參數表征從特征向量的訓練集學習的健康操作的邊界，所述特征向量的訓練集對應于在所述往復式內燃機的健康操作期間捕獲的振動傳感器數據，并且所述引擎健康指示提供所述特征向量與所述健康操作的邊界的偏差的定量指示。

2.根據權利要求1所述的引擎健康診斷裝置，其中，所述多個特征包括所述振動傳感器數據的至少一個時域特征。

3.根據權利要求2所述的引擎健康診斷裝置，其中，所述至少一個時域特征包括平均值、方差或標準偏差、均方根、峰態、偏態和波峰因素中的至少一者。

4.根據前述任一權利要求所述的引擎健康診斷裝置，其中，所述多個特征包括所述振動傳感器數據的至少一個頻域特征。

5.根據權利要求4所述的引擎健康診斷裝置，其中，所述多個特征包括多個頻帶能量特征，所述多個頻帶能量特征各自指示所述振動傳感器數據的相應頻帶中的能量。

6.根據權利要求4或5所述的引擎健康診斷裝置，其中，所述特征生成電路被構造為在生成所述至少一個頻域特征時，將小波包變換應用于所述振動傳感器數據。

7.根據前述任一權利要求所述的引擎健康診斷裝置，其中，所述多個特征包括至少一個峰值振動定時特征，所述至少一個峰值振動定時特征指示所述振動傳感器數據中的峰值相對于所述往復式內燃機的操作周期的定時。

8.根據權利要求7所述的引擎健康診斷裝置，其中，所述特征生成電路被構造為根據所述振動傳感器數據和曲軸角度傳感器數據，來識別所述至少一個峰值振動定時特征，所述曲軸角度傳感器數據指示所述往復式內燃機的曲軸的角位置。

9.根據前述任一權利要求所述的引擎健康診斷裝置，所述引擎健康診斷裝置還包括：

縮放電路，其基于從特征向量的訓練集導出的相應組的一個或多個縮放參數，來對所述特征向量的每個特征進行縮放，以將所述特征向量的每個特征映射到公共比例，其中，所述處理電路被構造為使用所述訓練后的分類模型處理由所述縮放電路生成的所述縮放特征向量。

10.根據權利要求9所述的引擎健康診斷裝置，其中，所述處理電路被構造為在所述縮放特征向量的所述多個特征當中，識別在所述公共比例上具有最大或最小縮放特征值的縮放特征向量的一個或多個選擇的特征。

11.根據前述任一權利要求所述的引擎健康診斷裝置，其中，所述訓練后的分類模型包括單類分類模型。

12.根據前述任一權利要求所述的引擎健康診斷裝置，其中，所述訓練后的分類模型包括單類支持向量機。

13.根據前述任一權利要求所述的引擎健康診斷裝置，所述引擎健康診斷裝置包括：

模型存儲電路，其存儲定義所述訓練后的分類模型的模型參數；以及

訓練電路，其依賴于特征向量的所述訓練集來更新由所述模型存儲電路存儲的模型參數。

14.根據權利要求13所述的引擎健康診斷裝置，其中，所述訓練電路被構造為確定所述健康操作的邊界，所述健康操作的邊界使所述訓練集的外圍特征向量的預定部分與所述訓練集的特征向量的剩余部分之間的間隔最大化。

15.根據前述任一權利要求所述的引擎健康診斷裝置，所述引擎健康診斷裝置還包括所述振動傳感器。