[发明专利]一种基于先验知识的燃气轮机欠定气路故障诊断方法

权利要求书

1.一种基于先验知识的燃气轮机欠定气路故障诊断方法，其特征在于：所述方法通过以下步骤实现：

步骤一、定义燃机气路部件的流量系数g_i和效率系数η_i：

流量系数g_i：

效率系数η_i：

η_i＝η_i,ac/(η_i,ac)₀

式中：G_i表示燃机气路当前流量；G₀表示燃机气路额定流量；w_i表示气路部件流量；T_i表示部件入口温度；p_i表示部件入口压力；η_i,ac表示部件效率；下标i表示某气路部件；下标0表示燃机健康基准工况；

步骤二、选取性能参数：燃烧室效率η_Burner、压气机效率η_Comp、压气机流量修正系数g_Comp、透平效率η_Turb和透平流量修正系数g_Turb组成性能参数矩阵：

步骤三、选取测量参数：压气机排气温度T₂、压气机排气压力p₂、透平排气温度T₄和功率pe组成测量参数矩阵：

步骤四、通过气路故障条件下性能参数间的约束关系构成的先验知识，将路故障条件下性能参数间的约束关系构成的先验知识融合进入惩罚系数的计算中，设置目标函数和惩罚适应度函数进行欠定气路故障诊断。

2.根据权利要求1所述的一种基于先验知识的燃气轮机欠定气路故障诊断方法，其特征在于：将路故障条件下性能参数间的约束关系构成的先验知识融合进入惩罚系数的计算中，步骤四所述的设置目标函数和惩罚适应度函数的过程为，利用遗传算法进行设置目标函数和惩罚适应度函数的设置，具体为：

步骤四一、令：δx₁＝δη_Burner，δx₂＝δη_Comp，δx₃＝δg_Comp，δx₄＝δη_Turb，δx₅＝δg_Turb以根据燃机气路故障的先验信息构建其目标函数；

步骤四二、随机生成一组性能参数偏差量δx_h；其中，x_h是由燃机气路故障的先验信息x₁，x₂，...x_i组成的矩阵，表示种群；i表示性能参数矩阵长度；

步骤四三、设置目标函数M为：并判断性能参数偏差量δx_h是否满足先验信息；其中，G表示m×n维的影响系数矩阵，δy表示可测参数偏差量，δx_h表示待估计性能参数偏差量；

若不满足，则适应度函数N设置为：0＜ε＜1＜1为惩罚项；

若满足，则适应度函数N设置为：

步骤四四、寻找适应性函数N的结果的最大值；

步骤四五、重复执行步骤四三和步骤四四，利用遗传算法对燃气轮机欠定气路故障进行诊断：

当求解出来的δx_h不满足先验信息时设计惩罚项ε，直至遗传算法迭代终止，进而设计相应的目标函数和惩罚项。

3.根据权利要求1或2所述一种基于先验知识的燃气轮机欠定气路故障诊断方法，其特征在于：步骤四五所述的求解出来的δx_h不满足先验信息时设计惩罚项的条件包括以下情况：

第一种条件：迭代中的δx_h不满足|δx₁|<0.005且|δx₄|<0.005且|δx₅|<0.005且|2·δx₂-δx₃|<0.005；

第二种条件：迭代中的δx_h不满足|δx₂|<0.005且|δx₃|<0.005且|δx₄|<0.005且|δx₅|<0.005；

第三种条件：迭代中的δx_h不满足|δx₁|<0.005且|δx₂|<0.005且|δx₃|<0.005且|2·δx₄+δx₅|<0.005；

第四种条件：迭代中的δx_h不满足|δx₁|<0.005且|δx₂|<0.005且|δx₃|<0.005且|2·δx₅-δx₄|<0.005；

第五种条件：迭代中的δx_h不满足|δx₁|<0.005且|δx₄|<0.005且|δx₅|<0.005且|2·δx₃-δx₂|<0.005；

当求解出来的δx_h不满足上述条件中的某一条，则增加惩罚项，且惩罚项ε的具体形式为：