一种运输机典型系统故障征兆监测预警方法和装置与流程

本发明涉及故障诊断与健康管理领域,具体涉及一种运输机典型系统故障征兆监测预警方法和装置。

背景技术：

1、飞行试验是对运输机及其系统、设备功能、性能以及使用效能验证的重要过程。但是，飞行试验中由于运输机及其系统、设备技术成熟度不高，更容易出现各种故障，导致飞行试验危险性提高。

2、现有技术通常是采用机载设备指标监测的方法进行故障报警，在发生故障报警后再根据报警信息进行维修，存在严重滞后性，甚至可能发生的故障会影响运输机安全飞行的情况。

3、现有的运输机典型系统故障监测存在滞后性，预警效果差。

技术实现思路

1、本发明的目的：提出一种运输机典型系统故障征兆监测预警方法和装置，为试验机提前实施维修、助力试飞安全关口前移提供支撑。

2、本发明的技术方案：

3、本发明第一方面提供一种运输机典型系统故障征兆监测预警方法，包括以下步骤：

4、步骤一：获取当前试飞运输机典型系统的飞行参数，采用故障征兆监测参数谱对飞行参数进行特征提取，获取当前试飞参数谱数据样本；将当前试飞参数谱数据样本加入历史参数谱数据样本集，获取综合参数谱数据样本集；

5、步骤二：根据综合参数谱数据样本集获取故障特征样本；

6、步骤三：获取故障特征样本的健康指标，根据故障特征样本的健康指标获取预警阈值；

7、步骤四：获取当前试飞参数谱数据样本的健康指标，当当前试飞参数谱数据样本的健康指标大于预警阈值时，发出预警。

8、可选的，所述根据综合参数谱数据样本集获取故障特征样本，包括：

9、获取综合参数谱数据样本集中的每个样本的欧几里德范数值，并排序；

10、将序列中前q个较大的样本作为故障特征样本，q为正整数。

11、可选的，所述获取故障特征样本的健康指标，包括：

12、获取综合参数谱数据样本集中任意两个样本之间的协方差，得到协方差矩阵；

13、根据协方差矩阵、原始健康状态样本，获取故障特征样本与原始健康状态样本之间的马氏距离，作为故障特征样本的健康指标；

14、原始健康状态样本为综合参数谱数据样本集中某次经过检查维修后的第一次飞行任务得到参数谱数据样本集。

15、可选的，根据故障特征样本的健康指标获取预警阈值，包括：

16、获取q个故障特征样本的健康指标中的最小值，将最小值乘以健康系数，得到预警阈值；

17、健康系数为小于1的小数。

18、可选的，健康系数为0.9。

19、可选的，所述获取当前试飞参数谱数据样本的健康指标，包括：

20、根据协方差矩阵、原始健康状态样本，获取当前试飞参数谱数据样本与原始健康状态样本之间的马氏距离，作为当前试飞参数谱数据样本的健康指标。

21、本发明第二方面提供一种运输机典型系统故障征兆监测预警装置，包括：

22、样本集获取模块，用于获取当前试飞运输机典型系统的飞行参数，采用故障征兆监测参数谱对飞行参数进行特征提取，获取当前试飞参数谱数据样本；将当前试飞参数谱数据样本加入历史参数谱数据样本集，获取综合参数谱数据样本集；

23、故障特征样本获取模块，用于根据综合参数谱数据样本集获取故障特征样本；

24、预警阈值获取模块，用于获取故障特征样本的健康指标，根据故障特征样本的健康指标获取预警阈值；

25、预警模块，用于获取当前试飞参数谱数据样本的健康指标，当当前试飞参数谱数据样本的健康指标大于预警阈值时，发出预警。

26、可选的，所述障特征样本获取模块，具体用于获取综合参数谱数据样本集中的每个样本的欧几里德范数值，并排序；将序列中前q个较大的样本作为故障特征样本，q为正整数。

27、本发明的优点：本发明针对运输机典型系统还未形成一种有效的飞行试验故障征兆监测与预警方法的问题，综合考虑典型系统的功能模型以及任务剖面，提出了一种既能表征故障的发展趋势，又能降低建模与计算难度的故障征兆监测参数构建方法；应用欧几里德范数构建健康样本筛选方法，利用客观度量方法选取与健康原点数据最为接近的样本，能够实现有限样本下健康样本集的优选，同时有效避免数据样本选择的主观性；在应用马氏距离计算健康指标的基础上，提出应用健康指标标准化映射模型的思路，解决了由于马氏距离度量引起某个故障数据偏差太大，导致系统退化状态不易察觉的问题。本发明实现了运输机典型系统故障征兆监测与预警方法，为试验机提前实施维修、助力试飞安全关口前移提供支撑。

技术特征：

1.一种运输机典型系统故障征兆监测预警方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据综合参数谱数据样本集获取故障特征样本，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取故障特征样本的健康指标，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据故障特征样本的健康指标获取预警阈值，包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，健康系数为0.9。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述获取当前试飞参数谱数据样本的健康指标，包括：

7.一种运输机典型系统故障征兆监测预警装置，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述障特征样本获取模块，具体用于获取综合参数谱数据样本集中的每个样本的欧几里德范数值，并排序；将序列中前q个较大的样本作为故障特征样本，q为正整数。

技术总结
本发明实施例提供一种运输机典型系统故障征兆监测预警方法和装置。其中，该方法包括：构建故障征兆监测参数谱、构建基于参数谱的典型系统健康评估模型、构建基于距离度量的健康指标与预警阈值、基于健康指标的典型系统故障征兆监测等内容。通过该方法可以识别出运输机典型系统故障征兆，并给出预警阈值，为试验机实施维修决策、前移试飞安全关口提供重要支撑。

技术研发人员：李飞敏,宋海靖,郭毓文,解志锋,胡毅
受保护的技术使用者：中国飞行试验研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17