吳燦,故障診斷終稿

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1、軍事需求與國內(nèi)外研究狀況（一）軍事需求（-）國外研究現(xiàn)狀（三）國內(nèi)研究現(xiàn)狀（四）主要差距（五）木單位研究基礎(chǔ)二.研究目標(biāo)、研究內(nèi)容與技術(shù)指標(biāo)（-）研究目標(biāo)木報告以艦用燃?xì)廨啓C(jī)為研究對象，設(shè)計相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，在分析不同故障機(jī)理的基礎(chǔ)上，選擇合適的故障診斷算法，建立艦用燃?xì)廨啓C(jī)的故障診斷模型，完成艦用燃?xì)廨啓C(jī)故障診斷方案的設(shè)計，以期實現(xiàn)滿足工程要求的故障預(yù)診斷準(zhǔn)確率，為實現(xiàn)艦用燃?xì)廨啓C(jī)健康狀態(tài)提供依據(jù)。跟蹤和分析國外先進(jìn)艦用燃?xì)廨啓C(jī)健康狀態(tài)監(jiān)測評估及預(yù)警技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r，根據(jù)燃?xì)廨啓C(jī)對健康狀態(tài)監(jiān)測評估及預(yù)警的

2、要求和技術(shù)指標(biāo)，完成艦用燃?xì)廨啓C(jī)健丿隸狀態(tài)監(jiān)測評估及預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)研究。以某型艦用燃?xì)廨啓C(jī)為具體研究對象，設(shè)計艦用燃?xì)廨啓C(jī)健康狀態(tài)監(jiān)測評估及預(yù)警系統(tǒng)，集成先進(jìn)的燃?xì)廨啓C(jī)主機(jī)和各系統(tǒng)的故障診斷的關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)艦用燃?xì)廨啓C(jī)健康狀態(tài)監(jiān)測評估及預(yù)警效能。（-）研究內(nèi)容艦用燃?xì)廨啓C(jī)故障預(yù)測方案的研究是艦用燃?xì)廨啓C(jī)健康狀態(tài)監(jiān)測評估及預(yù)警技術(shù)研究的重要部分，主要研究內(nèi)容如下：1.對故障診斷方法進(jìn)行探討和研究。選擇艦用燃?xì)廨啓C(jī)的故障預(yù)測算法，常用的如有神經(jīng)集成網(wǎng)絡(luò)算法，EMD-AR模型和灰色關(guān)聯(lián)度診斷算法，支量向量機(jī)算

3、法，研究算法可行性，及誤差級別。2.對故障診斷的模型進(jìn)行研究，建立多種故障診斷模型，運(yùn)用合適的算法進(jìn)行驗證其可靠性，選出最佳故障診斷模型。1.故障診斷機(jī)理研究，弄清診斷的原理。2.故障診斷軟件包研究，研究該算法的原理與編程實現(xiàn)，并通過仿真試驗驗證其有效性。(三)關(guān)鍵技術(shù)對艦用燃?xì)廨啓C(jī)健康狀態(tài)進(jìn)行全面監(jiān)測，確定艦用燃?xì)廨啓C(jī)健康狀態(tài)主要影響因素，綜合分析艦用燃?xì)廨啓C(jī)結(jié)構(gòu)特性和工作機(jī)理，設(shè)計先進(jìn)的故障診斷算法,構(gòu)建適合工程應(yīng)用的故障診斷模型，深入分析艦用燃?xì)廨啓C(jī)常見的故障模式，研究故障形成機(jī)理，設(shè)計故障推理機(jī)與

4、專家系統(tǒng)，實現(xiàn)及時準(zhǔn)確的對燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)行故障診斷，降低虛警率，提升系統(tǒng)安全性。因此，艦用燃?xì)廨啓C(jī)故障診斷技術(shù)是艦用燃?xì)廨啓C(jī)健康狀態(tài)監(jiān)測、評估及預(yù)警的關(guān)鍵技術(shù)之一。(四)?考核指標(biāo)1?艦用燃?xì)廨啓C(jī)故障診斷準(zhǔn)確率大于95%O2.故障檢測率(FDR)：在規(guī)定期限內(nèi)和規(guī)定條件下用規(guī)定的方法能夠正確檢測出的故障數(shù)與所發(fā)生的故障總數(shù)之比。FDR=DO/D1x100%(這是定義，不是指標(biāo)；3和4也是)式中：D0為正確檢測出的故障數(shù)；D1為所發(fā)生的故障總數(shù)。3.故障隔離率(FIR)：在規(guī)定的期限內(nèi)，產(chǎn)品被檢測岀的故障,在規(guī)

5、定的條件卜?用規(guī)定的方法能夠止確隔離到少于或等于I個可更替單位的百分?jǐn)?shù)。FIR=IO/IlxlOO%式屮：10為故障屮定位到規(guī)定可更換單元的故障數(shù)；II為檢測到的故障數(shù)。4.虛警率(FAR)：在規(guī)定的期限內(nèi)，測試裝置發(fā)生的虛警次數(shù)與顯示的故障總數(shù)Z比。FAR=N0/N0+N1x100%式中：NO為設(shè)備發(fā)生的虛報警數(shù)；N1為實際發(fā)生的故障數(shù)。三、擬采取的研究方法及途徑(—)研究方法為完成航空發(fā)動機(jī)預(yù)測與健康管理系統(tǒng)總體方案的研究工作，有效解決系統(tǒng)開發(fā)過程中遇到的問題根據(jù)實際需求，木方案擬采用以卜?方法對EP

6、HM系統(tǒng)進(jìn)行研究:1.統(tǒng)計分析方法：利用統(tǒng)計分析的方法，實現(xiàn)對系統(tǒng)需求，功能設(shè)計和結(jié)構(gòu)分析等方面的研究，為給出切實可行的設(shè)計方案提供充分的論據(jù)。2.數(shù)學(xué)建模方法：采用數(shù)學(xué)建模方法對系統(tǒng)的典型故障，壽命變化趨勢和壽命管理功能模塊進(jìn)行系統(tǒng)建模，為設(shè)計有效的算法系統(tǒng)提供基礎(chǔ)；3.模糊關(guān)聯(lián)分析法：采用模糊關(guān)聯(lián)分析法對EPHM系統(tǒng)整體方案的冇效性和合理性給出判斷和改進(jìn)。（-）研究方案艦用燃?xì)廨啓C(jī)故障診斷技術(shù)研究方案圖1艦用燃?xì)廨啓C(jī)故障診斷技術(shù)研究方案故障診斷推理機(jī)對艦用燃?xì)廨啓C(jī)的實時健康狀態(tài)信息進(jìn)行詳細(xì)的故障診斷推

7、理。對預(yù)處理后的相關(guān)信息進(jìn)行故障案例匹配，若匹配成功則直接輸出診斷結(jié)果。否則，對選定的參數(shù)進(jìn)行特征提取，并通過多種不同的故障診斷算法實現(xiàn)對燃?xì)廨啓C(jī)的故障診斷效能。由于診斷算法多樣且各冇利弊，選擇多種算法對其進(jìn)行診斷。支持向量機(jī)的決策僅取決于樣木屮的支持向量，能更好地應(yīng)用于不平衡樣本分類問題，對非線性、高維及小樣本等問題具有特有的優(yōu)勢；EMD能把復(fù)雜信號分解為冇限的IMFZ和，每個IMF所包含的頻率成分隨信號本身而變化，非常適合處理非線性、非平穩(wěn)信號；灰色關(guān)聯(lián)度診斷是把反映模式的特征向量看作是一維空間的折線

8、，通過計算關(guān)聯(lián)度進(jìn)行幾何相似的比較，從而定量地確定模式間關(guān)聯(lián)程度的大??；集成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷系統(tǒng)是一種基于信息融合提出的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷技術(shù)。它通過多種不同的診斷途徑，采用多個了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，從不同的側(cè)面診斷故障，并對各子網(wǎng)絡(luò)的診斷結(jié)果進(jìn)行融合，最人限度的提高診斷正確率。最后對診斷結(jié)果進(jìn)行融合，可以得到更為精確的診斷結(jié)果。經(jīng)綜合分析得到診斷結(jié)果的同時，通過案例學(xué)習(xí)更新案例庫中的相關(guān)內(nèi)容。(三)技術(shù)途徑設(shè)計合理的分布式傳感器系統(tǒng)，釆集艦用燃