[发明专利]用于诊断结构的方法和系统及相关处理程序或程序组

说明书

描述了一种用于执行受到负载的结构特别是飞机结构的诊断的方法，所述方法借助于位于结构的相关点处的传感器装置和对应的神经网络来实施，并且该方法包括：训练神经网络以便建立相关点的子集中的结构的局部位移与至少一个剩余相关点中的结构的局部位移之间的关联关系；检测在操作条件下在多个相关点中的结构的局部位移；基于预先建立的关联关系，借助于相关的神经网络来估计至少一个剩余相关点中的结构的局部位移；以及将所估计的结构的局部位移与剩余相关点处的检测到的局部位移进行比较，其中，如果局部位移的估计值和检测值匹配，则确定结构的完整状态，或者如果这些值不同，则确定结构的缺陷状态。

技术领域

本发明总体上涉及一种用于执行结构诊断的方法，并且更具体地涉及一种用于执行机械结构(特别是飞机结构)的诊断的方法，该方法适用于评估或监控结构中由在运行中发生工作负载和/或事件引起的损坏或缺陷的存在。

背景技术

在用于执行系统(产品的部件或复杂产品)维护的方法中，对能够通过监控指示系统状态的某些参数来减少意外故障特别感兴趣。

根据现有技术，在航空领域中，借助于事件的历史重建或借助于基于对结构响应于通常在运行状况下发生的应力的机械强度特性的了解来估计结构承受的疲劳而间接地诊断飞机的机械结构(诸如金属或复合结构，例如机身或机翼结构)中的损坏或缺陷的存在，该事件包括由于生产期间的意外撞击(工具撞击)造成损坏或在运行中(由于冰雹或外来物体造成的撞击)造成损坏以及结构承受负载造成损坏。具体地，在复合结构的情况下，意外撞击产生的效果在外部不是很明显，但可能在结构内部造成相当大的损坏(例如，分层)。

然而，这种技术是费力且不精确的，因为它不能实时反映受监控结构的变化以及物理和机械状况。

用于预测受到负载的结构的行为的方法由同一申请人开发并在欧洲专利申请EP2,281,224 A1中描述。该方法包括提供结构的数学模型、检测结构在多个主要点和多个附加点中的状态(变形)、基于前述数学模型来确定作用在结构上并与在主要点中检测到的状态相关的负载、使用所确定的负载来估计结构在附加点中的状态、以及在所估计的结构的状态与在附加点中检测到的状态之间进行比较，使得如果状态参数的估计值和检测值匹配，则确定结构的完整状态，或者如果这些值不同，则确定结构的缺陷状态。

同一申请人的EP 2,682,836涉及一种用于基于与适于揭示受到负载的结构的至少一种状态的传感器装置的所述结构的关联而对该结构执行诊断的方法。该方法包括学习由结构状态的多个相关检测点子集中的结构状态指示参数所呈现的值与从与至少一个负载状况相关联的结构状态的多个指示性训练数据开始的至少一个剩余相关检测点中的状态参数值之间的关联关系。在操作阶段中，用于执行诊断的方法包括：基于预定关联关系并从由多个检测点子集中的结构状态参数所呈现的值，来检测在至少一个负载状况下由多个相关检测点中的结构状态指示参数所呈现的值；估计剩余检测点处的状态参数的值；以及最终比较剩余检测点中的状态参数的估计值和检测值。如果状态参数的预期值和检测值匹配，则确定结构的完整状态，而如果状态参数值不同，则确定结构的缺陷状态。EP 2,682,836描述了结构变形作为结构状态的表示。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于执行结构诊断的改进替代方法，该方法既简单又灵活并允许以可靠方式连续地估计结构的物理和机械状况。

本发明的另一个目的是提供一种用于执行诊断的方法，该方法可以在不需要过度计算且特别是不需要创建结构的物理/数学模型的情况下应用，因此也可以在运行中或任务期间在飞机上实施。