[發明專利]一種柔壁噴管的在線監測方法

有效

• 申請號: 202111110408.0
• 申請日: 2021-09-23
• 公開（公告）號: CN113566953B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 蓋文;王平;王斌;魯相;胡俊
• 申請（專利權）人: 中國空氣動力研究與發展中心設備設計與測試技術研究所
• 主分類號: G01H17/00
• 分類號: G01H17/00;G06N3/04
• 代理公司: 成都中亞專利代理有限公司 51126
• 代理人: 周長福;趙婷

1.一種柔壁噴管的在線監測方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、布置傳感器，

在每個電動推桿對應的柔壁噴管位置放置一個三向振動傳感器；

S2、收集數據，

根據每個馬赫數的柔壁噴管型面對應于一組推桿長度，多次收集不同組推桿長度下每個三向振動傳感器的振動數據；其中分別為第i組推桿長度下第j時刻時第k個傳感器在x、y和z方向的振動向量；

當j=0時，為柔壁噴管未退化時不同組推桿長度下每個三向振動傳感器的振動向量；

S3、提取數據特征，

根據步驟S2的振動數據D提取x,y,z三個方向的數據特征；

S4、特征標準化，

通過公式對x、y和z方向的數據特征進行標準化，然后將三個方向的數據特征合并，并獲得第i組推桿長度下第j時刻時第k個傳感器的特征向量，

當j=0時，為柔壁噴管未退化時在x、y和z方向的特征向量；

其中，m表示x、y或z方向，表示第i組推桿長度下第j時刻時第k個傳感器在m方向的特征，和分別表示第i組推桿長度下第j時刻時第k個傳感器在m方向上特征的平均值和標準差；

S5、柔壁噴管的退化進行評估，

通過分析步驟S4中獲得的特征向量H_i,j,k可知，每一個特征向量的取值都在[0,1]之間，因此，特征向量H_i,j,k所分布的區域為一個單元超球體區間，在單位超球體區間中，H_i,0,k為球心，H_i,j,k為單元超球體區間中的一點；

當時，則柔壁噴管沒有退化，反之，柔壁噴管進入退化階段；其中和分別為H_i,0,k的均值和標準差；

S6、根據如下公式得出柔壁噴管的退化進行評估指標值；

其中，為第i組推桿長度下第j時刻時第k個傳感器的評估指標值，即與H_i,0,k的偏離程度；T_X 是三模自編碼器X方向的隱藏層神經元個數，T_Y是三模自編碼器Y方向的隱藏層神經元個數，T_Z是三模自編碼器Z方向的隱藏層神經元個數；

S7、柔壁噴管維護；

該柔壁噴管維護的策略是：

當柔壁噴管的任意一個超過第一閾值但小于第二閾值時，則柔壁噴管已出現退化，需要進行保養或更換；

當柔壁噴管的任意一個大于或等于第二閾值時，則柔壁噴管隨時會出故障，則進行更換；

所述第一閾值的表達式如下；

所述第二閾值的表達式如下；

其中，和分別為通過數據D獲得的的平均值和標準差，和為常數，其中≥2，＞，的取值可根據歷史數據進行合理設置。

2.根據權利要求1所述一種柔壁噴管的在線監測方法，其特征在于，所述步驟S3提取數據特征的方法包括如下步驟：

S3-1、構建三模自編碼器，由三個自動編碼器并聯構成；

S3-2、通過三模自編碼器分別提取三向振動傳感器在x、y和z方向的數據特征；

S3-3、對三模自編碼器進行訓練，通過對步驟S3-2的數據特征和振動數據D進行交叉驗證的方法對三模自編碼器進行訓練，從而確定三模自編碼器中隱藏層神經元個數及相關參數，其中，每個自編碼器的輸出層神經元個數與輸入層保持一致，隱藏層的神經元個數少于輸入層神經元個數，這將強迫三模自動編碼器學習到原始數據的特征表示。