[发明专利]机械动力系统故障诊断方法及系统

说明书

本发明提供一种机械动力系统故障诊断方法，包括：工况划分和阈值设置步骤，该步骤包括：收集工况指示；划分机械动力系统的多个可用工况；获取各个可用工况时的工况记录数据；截取相应的数据，计算可用工况的故障状态指示；针对每一个可用工况，单独计算故障状态指示的阈值；以及故障或早期故障诊断步骤，该步骤包括：收集状态指示参数；确定是否处于可用工况；若处于可用工况，计算其实际的故障状态指示；将实际的故障状态指示与阈值进行比较，以进行机械动力系统的故障或早期故障诊断。本发明还提供一种机械动力系统故障诊断系统、航空发动机故障诊断方法以及航空发动机故障诊断系统。本发明可以分工况进行故障诊断，防止虚警或漏检。

技术领域

本发明涉及一种机械动力系统故障诊断方法及系统，还涉及一种航空发动机故障诊断方法及系统。

背景技术

关于飞行器例如飞机发动机故障诊断的基本流程通常包括下面几个步骤：收集原始故障相关数据；从原始数据提取故障特征指示；针对各个故障特征指示，采用阈值判断相应的故障是否发生。上述流程中的阈值根据现有的飞行数据可以采用统计方法来确定。然而，现有的国内外针对飞行器例如其发动机故障阈值的设置方法不区分工况影响，因而容易导致虚警、漏检。

例如，中国发明专利CN102768115A采用时域和频域分析(包含包络谱分析) 方法得到时频域特征，并采用聚类法将运行空间划分为子空间；在每一个运行子空间内，以健康系统数据中提取出的时频域特征作为训练数据得到“标准非故障”系统特征；在每一个运行子空间内，将当前系统提取特征与相应运行子空间“标准非故障”系统特征加以对比，距离超过相应阈值则判断故障。

又如，中国发明专利CN101393049A描述了一种基于振动信号的风电系统机械系统故障诊断方法。其要旨在于，依据跨工况正常运行数据设置所谓“阈值曲线”，通过比较阈值曲线值与实际值得到当前诊断。

本发明旨在提供一种适用于飞行器的机械动力系统故障诊断方法，可以区分工况进行故障诊断。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机械动力系统故障诊断方法，可以区分工况进行故障诊断，从而分工况预警，防止虚警或漏检。

本发明提供一种机械动力系统故障诊断方法，包括：工况划分和阈值设置步骤，该步骤包括：收集工况指示；根据所述工况指示，划分所述机械动力系统的多个可用工况，所述可用工况能由所述工况指示唯一标记确定；获取所述机械动力系统在各个可用工况时的工况记录数据；从所述工况记录数据中截取相应的数据，计算所述可用工况的故障状态指示，所述故障状态指示包括时域故障状态指示、频域故障状态指示或时频域混合状态指示；针对每一个所述可用工况，采用统计方法单独计算所述故障状态指示的阈值；以及故障或早期故障诊断步骤，该步骤包括：收集状态指示参数；根据所述状态指示参数确定机械动力系统是否处于所述可用工况；若处于所述可用工况，计算其实际的故障状态指示，所述实际的故障状态指示包括时域故障状态指示、频域故障状态指示或时频域混合状态指示；将所述实际的故障状态指示与所述阈值进行比较，以进行所述机械动力系统的故障或早期故障诊断。

在一个实施方式中，机械动力系统包括机载PHM系统，所述多个可用工况包括第一工况和和相对于所述第一工况之后的至少一个其它工况；在所述故障或早期故障诊断步骤中，在所述第一工况时初步确定可能的故障类型，并据此推荐机载 PHM系统在所述至少一个其他工况时增加数据收集采样频率及数据收集时长。