專利名稱：用波利形匹配的航空發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)故障診斷方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)故障診斷方法。特別是涉及一種用波利形匹配的航空發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)故障診斷方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
對(duì)于每一臺(tái)航空發(fā)動(dòng)機(jī)，不論是噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)還是活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，都需要裝備點(diǎn)火系統(tǒng)，其作用是在地面起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，點(diǎn)火系統(tǒng)與起動(dòng)系統(tǒng)協(xié)調(diào)共同工作，使燃燒室或氣缸內(nèi)的燃料混合氣點(diǎn)火燃燒，以產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作的條件；在飛行時(shí)，點(diǎn)火系統(tǒng)單獨(dú)工作。由此可見，點(diǎn)火系統(tǒng)是飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的核心部分，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)是否合理及系統(tǒng)工作是否可靠對(duì)確保發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作和飛機(jī)安全飛行具有重要意義。發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過程中，存在起動(dòng)或點(diǎn)火失敗的可能。隨著飛機(jī)運(yùn)行時(shí)間的延長，點(diǎn)火導(dǎo)線、點(diǎn)火激勵(lì)器、點(diǎn)火電嘴等部件會(huì)逐漸損壞或功率下降，會(huì)造成點(diǎn)火不成功的現(xiàn)象。這些故障和問題降低了發(fā)動(dòng)機(jī)地面及空中的起動(dòng)性能，且在發(fā)動(dòng)機(jī)地面停車狀態(tài)難以發(fā)現(xiàn)， 降低了故障診斷效率，延長了航檢時(shí)間?？罩悬c(diǎn)火失敗甚至?xí)斐砂l(fā)動(dòng)機(jī)停車，導(dǎo)致飛行事故的發(fā)生。因此，航空點(diǎn)火系統(tǒng)的測試與診斷系統(tǒng)的開發(fā)對(duì)民航飛機(jī)的安全性和經(jīng)濟(jì)性具有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種可提高診斷效率，降低維修時(shí)間和人力， 利用波形匹配的航空發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)故障診斷方法及系統(tǒng)。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種用波利形匹配的航空發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)故障診斷方法及系統(tǒng)。利用波形匹配的航空發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)故障診斷方法，包括按順序進(jìn)行以下步驟(1)求出被測波形的形態(tài)模式特征對(duì)故障特征庫集合中的N個(gè)波形進(jìn)行識(shí)別預(yù)選，其中，N是大于等于1的整數(shù)；(2)符合篩選特征要求的用互相關(guān)算法、平均絕對(duì)差算法和平均方差算法進(jìn)行相關(guān)識(shí)別計(jì)算，最后決定類屬；(3)利用平均波幅差作為閾值，在全集合內(nèi)的匹配計(jì)算時(shí)，凡落在閾值范圍之外的基準(zhǔn)波形類別均拋棄，從而縮小搜索范圍，達(dá)到信息壓縮之目的；(4)兩級(jí)信息壓縮加速匹配計(jì)算，第一級(jí)信息壓縮以篩選閾值，進(jìn)行預(yù)處理，第二級(jí)信息壓縮用篩選特征向量進(jìn)行預(yù)處理。步驟1所述的識(shí)別預(yù)選是設(shè)f (t)為輸入波形，根據(jù)采樣定理將該輸入波形離散化，得到序列{f(tj)} = {f (t0), f U1), L, f (V1)}, j = 0,1, 2, L, P-I設(shè)為F= {F“t)}，i = 1，2，L，N為已知基準(zhǔn)波形集合，其中Fi(t)離散化為(Fi (tj)} = (Fi (t0), Fi U1), L, Fi (V1)}, j = l,2,L,p-l
識(shí)別輸入波形f (t)實(shí)質(zhì)上是將波形f (t)作為一個(gè)模板對(duì)F集合中之元素一一進(jìn)行匹配計(jì)算，找出與了 f(t)相關(guān)程度最高者，即為f(t)與之同屬一類。步驟2所述的互相關(guān)算法采用下述公式計(jì)算
權(quán)利要求
1.一種利用波形匹配的航空發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)故障診斷方法，其特征在于，包括按順序進(jìn)行以下步驟(1)求出被測波形的形態(tài)模式特征對(duì)故障特征庫集合中的N個(gè)波形進(jìn)行識(shí)別預(yù)選，其中，N是大于等于1的整數(shù)；(2)符合篩選特征要求的用互相關(guān)算法、平均絕對(duì)差算法和平均方差算法進(jìn)行相關(guān)識(shí)別計(jì)算，最后決定類屬；(3)利用平均波幅差作為閾值，在全集合內(nèi)的匹配計(jì)算時(shí)，凡落在閾值范圍之外的基準(zhǔn)波形類別均拋棄，從而縮小搜索范圍，達(dá)到信息壓縮之目的；(4)兩級(jí)信息壓縮加速匹配計(jì)算，第一級(jí)信息壓縮以篩選閾值，進(jìn)行預(yù)處理，第二級(jí)信息壓縮用篩選特征向量進(jìn)行預(yù)處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用波形匹配的航空發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)故障診斷方法，其特征在于，步驟1所述的識(shí)別預(yù)選是設(shè)f(t)為輸入波形，根據(jù)采樣定理將該輸入波形離散化， 得到序列{f(tj)} = {f(t0), fa^, L, fa^)}, j = 0，1，2，L，P-1設(shè)為F= {Fjt)}，i = 1，2，L，N為已知基準(zhǔn)波形集合，其中Fi(t)離散化為(Fi (tj)} = (Fi (t0), Fi U1), L, Fi (V1)}, j = 1,2, L, p-1識(shí)別輸入波形f(t)實(shí)質(zhì)上是將波形f(t)作為一個(gè)模板對(duì)F集合中之元素一一進(jìn)行匹配計(jì)算，找出與了 f(t)相關(guān)程度最高者，即為f(t)與之同屬一類。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用波形匹配的航空發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)故障診斷方法，其特征在于，步驟2所述的互相關(guān)算法采用下述公式計(jì)算
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用波形匹配的航空發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)故障診斷方法，其特征在于，步驟2所述的平均絕對(duì)差采用如下公式計(jì)算
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用波形匹配的航空發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)故障診斷方法，其特征在于，步驟3所述的閾值的計(jì)算選取方法為設(shè)f (t)是F中的某類波形，按一定誤差模型迭加而生成的，而這些誤差模型是已知的， 因之，f(t)是F中的某個(gè)類別，這樣，由基準(zhǔn)波形集合F，通過計(jì)算，得到符合誤差模型的與之成為映射關(guān)系的待識(shí)別波形集合R， 設(shè)集合F為
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用波形匹配的航空發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)故障診斷方法，其特征在于，步驟4所述的兩級(jí)信息壓縮加速匹配計(jì)算，具體如下首先用算子H*作用于F集合求出篩選特征向量 H"[FXt)] = l=(hn,hi2,l, X),i = l,2,Ur 并計(jì)算出H。，第一級(jí)信息壓縮以篩選閾值H0,進(jìn)行預(yù)處理，> H0，則拋掉波形Fi⑴， 因?yàn)閮善骄迪嗖钐?。若|7^-_|<Η。，則轉(zhuǎn)入第二級(jí)信息壓縮，所述第二級(jí)信息壓縮用篩選特征向量&進(jìn)行預(yù)處理，若，則進(jìn)行步驟2中所述的相關(guān)計(jì)算、，則拋棄波形Fi (t)，繼續(xù)對(duì)Fi+1 (t)重復(fù)上述篩選過程。
7.一種采用權(quán)利要求1所述的方法的航空發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)的測試與診斷系統(tǒng)，其特征在于，包括有依次串接的被測點(diǎn)火信號(hào)1，高壓傳感器2，信號(hào)調(diào)理電路3，數(shù)據(jù)采集卡4和 PC機(jī)5，其中，所述的被測點(diǎn)火信號(hào)1與高壓傳感器2相連，從點(diǎn)火電嘴處獲得的高壓點(diǎn)火波形；高壓傳感器2與信號(hào)調(diào)理電路3相連，將從點(diǎn)火電嘴輸出的25kV的高壓電變成IOV以內(nèi)的低壓電；信號(hào)調(diào)理電路3與數(shù)據(jù)采集卡4相連，把高壓傳感器2輸出信號(hào)進(jìn)行整形、轉(zhuǎn)換、濾波處理，變成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)；數(shù)據(jù)采集卡4與PC機(jī)5相連，進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，把模擬信號(hào)變成數(shù)字信號(hào)，輸入PC機(jī)中， 以便進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；PC機(jī)5對(duì)采集到的點(diǎn)火信號(hào)進(jìn)行顯示和數(shù)據(jù)處理得出故障診斷結(jié)論。
全文摘要
一種用波利形匹配的航空發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)故障診斷方法及系統(tǒng)，方法求出被測波形的形態(tài)模式特征對(duì)故障特征庫集合中的N個(gè)波形進(jìn)行識(shí)別預(yù)選，其中，N是大于等于1的整數(shù)；符合篩選特征要求的用互相關(guān)算法、平均絕對(duì)差算法和平均方差算法進(jìn)行相關(guān)識(shí)別計(jì)算，最后決定類屬；利用平均波幅差作為閾值，在全集合內(nèi)的匹配計(jì)算時(shí)，凡落在閾值范圍之外的基準(zhǔn)波形類別均拋棄，從而縮小搜索范圍，達(dá)到信息壓縮之目的；兩級(jí)信息壓縮加速匹配計(jì)算，第一級(jí)信息壓縮以篩選閾值，進(jìn)行預(yù)處理，第二級(jí)信息壓縮用篩選特征向量進(jìn)行預(yù)處理。系統(tǒng)有依次串接的被測點(diǎn)火信號(hào)，高壓傳感器，信號(hào)調(diào)理電路，數(shù)據(jù)采集卡和PC機(jī)，本發(fā)明提高故障診斷效率，降低維修時(shí)間。
文檔編號(hào)G01M15/00GK102445346SQ20111031697
公開日2012年5月9日 申請日期2011年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月18日
發(fā)明者任剛強(qiáng), 張璐, 李曉輝, 石旭東, 荊濤 申請人:中國民航大學(xué)