[发明专利]一种基于试车数据的航空发动机起动故障诊断方法

权利要求书

1.一种基于试车数据的航空发动机起动故障诊断方法，其特征在于：包括步骤：

步骤1)建立特征参数阈值算法数学模型；具体步骤如下：

步骤1.1)假设第j个特征参数随转速n变化的数据序列为Y_j(n)，均值为标准差为S_j(n)，则

式中M为样本数据的个数；

步骤1.2)根据切比雪夫不等式，可得

式中k为带宽系数，为任意大于0的实数；

步骤1.3)由步骤1.2)确定特征参数Y_j(n)的阈值区间的范围为

式中k的大小与阈值区间的置信水平有关，所述置信水平根据起动不同阶段而定；

步骤1.4)获取航空发动机的地面起动试车数据，包含正常起动数据和故障数据；根据3σ准则，将所获取航空发动机的地面起动试车数据中的野点去除；并用正常起动的数据对各个特征参数的k值进行训练；得到在线诊断使用的阈值区间带宽系数；

步骤2)对发动机起动过程故障诊断；

步骤2.1)使用移动平均法对待诊断试车数据进行处理；

步骤2.2)根据步骤1)得到的特征参数阈值算法数学模型对步骤2.1)处理后的待诊断试车数据进行故障诊断。

2.根据权利要求1所述的基于试车数据的航空发动机起动故障诊断方法，其特征在于：所述步骤1)还包括：

步骤1.5)通过步骤1.4)获取的航空发动机的地面起动试车数据中的故障数据对所述步骤1.4)训练的特征参数阈值算法数学模型进行测试。

3.根据权利要求1所述的基于试车数据的航空发动机起动故障诊断方法，其特征在于：所述步骤1.4)中用正常起动的数据对各个特征参数的k值进行训练步骤如下：

步骤1.4.1)根据已经确定的阈值区间得到第j个特征参数初始的带宽系数此时阈值区间为

步骤1.4.2)代入正常起动的数据进行计算，如果出现报警，则分别计算在起动的起动机带转阶段、点火阶段和起动机脱开阶段三个起动阶段中的超过阈值区间的点数C_i，i表示起动阶段i＝1,2,3；并找出其中的最大值C_max；

步骤1.4.3)分三个阶段计算出特征参数超出阈值区间的越界点的偏差平均值：

式中，l_i,j为第j个特征参数的第i个起动阶段的偏差平均值，Y_t,j(n)为该特征值第t个越界点的测量值，和S_j(n)为正常数据的平均值和标准差；

步骤1.4.4)若某个阶段出现报警，则更新该阶段的带宽系数k_j为

根据以上步骤调整带宽系数后，重复步骤一开始再次进行测试，直到所有的正常起动样本数据都判断为正常；此时确定的带宽系数k_j为在线诊断使用的阈值区间带宽系数。

4.根据权利要求1所述的基于试车数据的航空发动机起动故障诊断方法，其特征在于：所述获取的航空发动机的地面起动试车数据为起动过程中高压转子转速从5％到慢车转速的数据。

5.根据权利要求1所述的基于试车数据的航空发动机起动故障诊断方法，其特征在于：所述特征参数选取发动机起动时转速上升所需时间Δtn_H和发动机高压转速n_H，并进行线形插值，之后进行训练，得到在线诊断使用的阈值区间带宽系数。