[發明專利]一種基于先驗知識的燃氣輪機欠定氣路故障診斷方法

在審

• 申請號: 201811216095.5
• 申請日: 2018-10-18
• 公開（公告）號: CN109443783A
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: 劉金福;李佳佳;李興朔;劉鑫;顏培剛;于達仁;張曉潔;張興佳
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學;南京遒涯信息技術有限公司
• 主分類號: G01M15/14
• 分類號: G01M15/14;G06N3/12
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 劉冰

1.一種基于先驗知識的燃氣輪機欠定氣路故障診斷方法，其特征在于：所述方法通過以下步驟實現：

步驟一、定義燃機氣路部件的流量系數g_i和效率系數η_i：

流量系數g_i：

效率系數η_i：

η_i＝η_i,ac/(η_i,ac)₀

式中：G_i表示燃機氣路當前流量；G₀表示燃機氣路額定流量；w_i表示氣路部件流量；T_i表示部件入口溫度；p_i表示部件入口壓力；η_i,ac表示部件效率；下標i表示某氣路部件；下標0表示燃機健康基準工況；

步驟二、選取性能參數：燃燒室效率η_Burner、壓氣機效率η_Comp、壓氣機流量修正系數g_Comp、透平效率η_Turb和透平流量修正系數g_Turb組成性能參數矩陣：

步驟三、選取測量參數：壓氣機排氣溫度T₂、壓氣機排氣壓力p₂、透平排氣溫度T₄和功率pe組成測量參數矩陣：

步驟四、通過氣路故障條件下性能參數間的約束關系構成的先驗知識，將路故障條件下性能參數間的約束關系構成的先驗知識融合進入懲罰系數的計算中，設置目標函數和懲罰適應度函數進行欠定氣路故障診斷。

2.根據權利要求1所述的一種基于先驗知識的燃氣輪機欠定氣路故障診斷方法，其特征在于：將路故障條件下性能參數間的約束關系構成的先驗知識融合進入懲罰系數的計算中，步驟四所述的設置目標函數和懲罰適應度函數的過程為，利用遺傳算法進行設置目標函數和懲罰適應度函數的設置，具體為：

步驟四一、令：δx₁＝δη_Burner，δx₂＝δη_Comp，δx₃＝δg_Comp，δx₄＝δη_Turb，δx₅＝δg_Turb以根據燃機氣路故障的先驗信息構建其目標函數；

步驟四二、隨機生成一組性能參數偏差量δx_h；其中，x_h是由燃機氣路故障的先驗信息x₁，x₂，...x_i組成的矩陣，表示種群；i表示性能參數矩陣長度；

步驟四三、設置目標函數M為：并判斷性能參數偏差量δx_h是否滿足先驗信息；其中，G表示m×n維的影響系數矩陣，δy表示可測參數偏差量，δx_h表示待估計性能參數偏差量；

若不滿足，則適應度函數N設置為：0＜ε＜1＜1為懲罰項；

若滿足，則適應度函數N設置為：

步驟四四、尋找適應性函數N的結果的最大值；

步驟四五、重復執行步驟四三和步驟四四，利用遺傳算法對燃氣輪機欠定氣路故障進行診斷：

當求解出來的δx_h不滿足先驗信息時設計懲罰項ε，直至遺傳算法迭代終止，進而設計相應的目標函數和懲罰項。

3.根據權利要求1或2所述一種基于先驗知識的燃氣輪機欠定氣路故障診斷方法，其特征在于：步驟四五所述的求解出來的δx_h不滿足先驗信息時設計懲罰項的條件包括以下情況：

第一種條件：迭代中的δx_h不滿足|δx₁|<0.005且|δx₄|<0.005且|δx₅|<0.005且|2·δx₂-δx₃|<0.005；

第二種條件：迭代中的δx_h不滿足|δx₂|<0.005且|δx₃|<0.005且|δx₄|<0.005且|δx₅|<0.005；

第三種條件：迭代中的δx_h不滿足|δx₁|<0.005且|δx₂|<0.005且|δx₃|<0.005且|2·δx₄+δx₅|<0.005；

第四種條件：迭代中的δx_h不滿足|δx₁|<0.005且|δx₂|<0.005且|δx₃|<0.005且|2·δx₅-δx₄|<0.005；

第五種條件：迭代中的δx_h不滿足|δx₁|<0.005且|δx₄|<0.005且|δx₅|<0.005且|2·δx₃-δx₂|<0.005；

當求解出來的δx_h不滿足上述條件中的某一條，則增加懲罰項，且懲罰項ε的具體形式為：