[發(fā)明專利]一種航天動力故障診斷與健康評估方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211430923.1
• 申請日: 2022-11-15
• 公開（公告）號: CN115809505A
• 公開（公告）日: 2023-03-17
• 發(fā)明（設計）人: 李鑫;張濤;馬婷婷;聞悅;吳莉莉;孫健;榮華;李華光;韓鵬鑫;褚光遠;張斌;張靜;鄭平軍;唐超;范國臣;歐峰;袁本立;趙勝;石鑠
• 申請（專利權）人: 中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/20;G06F17/16;G06F16/28;G06F119/14
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 龐靜

1.一種航天動力故障診斷方法，其特征在于包括：

基于FME(C)A分析，得到動力系統(tǒng)故障模式集合以及測量參數集合；其中，故障模式集合包括通過FME(C)A分析得到的所有故障模式，測量參數集合包括任一動力系統(tǒng)已有可測量參數的集合；

基于多信號流圖分析方法,建立航天動力系統(tǒng)故障模式與系統(tǒng)測量參數之間的關系，將可檢測的動力系統(tǒng)參數劃分為動力系統(tǒng)單一故障參數集合以及具有故障模糊度參數集合，并得到故障模式集合與參數集合的映射關系表；單一故障參數集合指的是參數集合中的任一參數都只與唯一的故障模式相對應,具有故障模糊度參數集合指的是參數集中的任一參數都有兩個或者兩個以上的故障模式相對應，故障模式集合與參數集合的映射關系表指的是故障模式集合中任一故障模式與參數集合中表征此故障參數的對應關系；

對于動力系統(tǒng)單一故障參數集合，采取遍歷查詢方法進行故障診斷；對于動力系統(tǒng)具有故障模糊度的參數集合，基于多信號流圖建立故障診斷D矩陣模型，在TEAMS-RT診斷算法的基礎上，采用D矩陣合并的方法進行動力系統(tǒng)故障診斷。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述對于動力系統(tǒng)單一故障參數集合，采取遍歷查詢方法進行故障診斷，主要包括：

(1)確定單一參數集中每個參數的包絡范圍；

(2)對單一故障參數集合中的參數進行歸一化處理，將測量的參數數值與對應的包絡范圍進行比較，當參數在包絡范圍內，則用狀態(tài)量“1”表示正常；如果測量的參數值在參數變化包諾范圍之外，則用狀態(tài)量“0”表示異常；將單一故障參數集合轉變?yōu)閯恿ο到y(tǒng)健康狀態(tài)特征集合；

(3)依據故障模式集合與單一參數集合的映射關系表，將參數集合中任一特征狀態(tài)為“1”的參數映射到單一故障參數集，當單一故障模式集中某一故障映射的所有參數特征狀態(tài)均為“1”時，則表示此故障發(fā)生，當某一故障映射的所有參數中,任一參數的特征狀態(tài)為“0”時，則表示此故障未發(fā)生；

(4)在下一個采樣周期內，進入下一次故障診斷，重復步驟(2)～(4)，直至故障診斷結束。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：對于動力系統(tǒng)具有故障模糊度的參數集合，基于多信號流圖建立故障診斷D矩陣模型，模型建立方法包括：

(1)建立兩唯D_m×n階矩陣診斷模型框架；將故障模式集合a_m中不包含單一故障參數集合映射的故障模式作為D_m×n矩陣橫列的表頭，分別為故障模式1、故障模式2……故障模式m；將具有故障模糊度參數集合b_n的每一個參數作為D_m×n矩陣縱列的表頭，分別為測量參數1、測量參數2……測量參數n；橫列與縱列元素共同組成D_m×n階故障診斷矩陣框架；

(2)將D_m×n中的任一元素D_ij元素進行歸一化處理，得到D_m×n故障診斷矩陣；依據故障模式集合與參數集合映射關系表，當故障模式j發(fā)生時，能被測點i所檢測到，也就是故障模式j能被測量參數i所表征時，則D_m×n中對應的D_ij元素則被置為“1”；如當故障模式j發(fā)生時，不能被測點i所檢測到，也就是故障模式j不能被測量參數i所表征時，則D_m×n中對應的D_ij元素則被置為“0”；依此將所有故障模式與所有測點之間的表征關系進行歸一化處理，得到由狀態(tài)特征值0和1組成的D_m×n故障診斷矩陣，即故障診斷D矩陣模型。