[發(fā)明專利]一種基于CNN與SVM的民航發(fā)動(dòng)機(jī)氣路故障診斷方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810763325.3
• 申請(qǐng)日: 2018-07-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109115501A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鐘詩(shī)勝;付旭云;張永健;付松
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）
• 主分類號(hào): G01M15/00
• 分類號(hào): G01M15/00;G06K9/62;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 北京格允知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11609
• 代理人: 周嬌嬌;李亞?wèn)|

1.一種基于CNN與SVM的民航發(fā)動(dòng)機(jī)氣路故障診斷方法，其特征在于，包括：

S1、獲取民航發(fā)動(dòng)機(jī)氣路狀態(tài)數(shù)據(jù)并構(gòu)造多個(gè)正常狀態(tài)數(shù)據(jù)矩陣和多個(gè)故障征候數(shù)據(jù)矩陣；

S2、構(gòu)造訓(xùn)練集和測(cè)試集，其中訓(xùn)練集全部由所述正常狀態(tài)數(shù)據(jù)矩陣組成，測(cè)試集由所述故障征候數(shù)據(jù)矩陣及所述正常狀態(tài)數(shù)據(jù)矩陣組成；

S3、利用所述訓(xùn)練集對(duì)CNN模型進(jìn)行訓(xùn)練，訓(xùn)練完成后，保持CNN模型參數(shù)不變；

S4、利用訓(xùn)練完成的所述CNN模型對(duì)所述測(cè)試集中的樣本進(jìn)行特征挖掘，提取所述測(cè)試集中所有樣本的狀態(tài)特征，組成測(cè)試樣本特征集；

S5、利用所述測(cè)試樣本特征集訓(xùn)練SVM對(duì)各種故障進(jìn)行分類，訓(xùn)練完成后，保存SVM；

S6、將待診斷的民航發(fā)動(dòng)機(jī)氣路狀態(tài)數(shù)據(jù)輸入訓(xùn)練完的所述CNN模型得到待測(cè)樣本特征，并利用所述SVM進(jìn)行分類，得到氣路故障類型。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的民航發(fā)動(dòng)機(jī)氣路故障診斷方法，其特征在于，所述步驟S1包括：

S1-1、通過(guò)民航發(fā)動(dòng)機(jī)的客戶通知報(bào)告和維修報(bào)告中的民航發(fā)動(dòng)機(jī)氣路狀態(tài)數(shù)據(jù)，獲得民航發(fā)動(dòng)機(jī)l的故障時(shí)間t_l，以及故障時(shí)間t_l前m飛行循環(huán)的氣路性能參數(shù)；

S1-2、將每臺(tái)民航發(fā)動(dòng)機(jī)故障前m飛行循環(huán)的氣路性能參數(shù)按飛行時(shí)序進(jìn)行分組，根據(jù)對(duì)民航發(fā)動(dòng)機(jī)故障數(shù)據(jù)的分析，將離故障時(shí)間t_l最近的一組選為故障征候組，其余各組為正常狀態(tài)組；

S1-3、根據(jù)故障征候組的各氣路性能參數(shù)的數(shù)據(jù)構(gòu)建故障征候數(shù)據(jù)矩陣，根據(jù)正常狀態(tài)組的各氣路性能參數(shù)的數(shù)據(jù)構(gòu)建正常狀態(tài)數(shù)據(jù)矩陣。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的民航發(fā)動(dòng)機(jī)氣路故障診斷方法，其特征在于：

所述氣路性能參數(shù)包括：民航發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣溫度變化量、燃油流量變化值、核心機(jī)轉(zhuǎn)速變化量和排氣溫度裕度變化量。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的民航發(fā)動(dòng)機(jī)氣路故障診斷方法，其特征在于：

所述步驟S1-2中，設(shè)Y_n＝{y_m,y_m-1,...,y₁}表示民航發(fā)動(dòng)機(jī)第n種氣路性能參數(shù)在故障時(shí)間t_l前m個(gè)連續(xù)飛行循環(huán)的數(shù)據(jù)序列，進(jìn)行分組時(shí)，根據(jù)每組飛行循環(huán)數(shù)r將每個(gè)氣路性能參數(shù)序列分成k個(gè)子序列，

式中表示非整數(shù)·的整數(shù)部分取值符號(hào)；

分組后的民航發(fā)動(dòng)機(jī)第n個(gè)氣路性能參數(shù)表示為如下形式：

式中，Y_n,2,...,Y_n,k表示正常狀態(tài)組，Y_n,1表示故障征候組；

所述步驟S1-3中，令M_j＝[Y_1j^T Y_2j^T ... Y_nj^T]^T，j＝1,2,3,…,k，Y_ij表示故障時(shí)第i個(gè)性能參數(shù)分組后的第j組數(shù)據(jù)，i＝1,2,…,n，其中，[·]^T表示矩陣的轉(zhuǎn)置；當(dāng)且僅當(dāng)j＝1時(shí)，M₁＝[Y₁₁^T Y₂₁^T ... Y_n1^T]^T表示故障征候數(shù)據(jù)矩陣，其余為正常狀態(tài)數(shù)據(jù)矩陣。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的民航發(fā)動(dòng)機(jī)氣路故障診斷方法，其特征在于：

所述步驟S1或S2中，將所述正常狀態(tài)數(shù)據(jù)矩陣標(biāo)簽為“0”，對(duì)不同的故障類型的所述故障征候數(shù)據(jù)矩陣進(jìn)行相應(yīng)的標(biāo)簽。