[发明专利]一种机载涡轴发动机动力系统可视化诊断平台及构建方法

权利要求书

1.一种机载涡轴发动机动力系统可视化诊断平台，其特征在于，包括涡轴发动机动力系统完备故障模式仿真模型、涡轴发动机动力系统完备故障模式可测点振动响应数据库、涡轴发动机动力系统可视化故障诊断模块；所述涡轴发动机动力系统完备故障模式仿真模型建立了各种典型故障模式下的涡轴发动机动力系统虚拟样机模型，能进行仿真并采集可测点故障振动响应数据；所述涡轴发动机动力系统完备故障模式可测点振动响应数据库由虚拟样机模拟数据子库与台架应用过程中积累的测试数据子库组成，通过对二者进行知识封装形成故障诊断知识库；所述涡轴发动机动力系统虚拟样机可视化故障诊断模块通过集成动力系统故障诊断知识获取与表达方法、适应性信息融合诊断方法、动力系统故障诊断流程的动态可视化及计算机编程技术，实现动力系统故障交互式动态可视化诊断。

2.根据权利要求1所述的一种机载涡轴发动机动力系统可视化诊断平台，其特征在于，所述的涡轴发动机动力系统完备故障模式仿真模型集成了涡轴发动机全寿命周期虚拟样机仿真模型、主减速器全寿命周期虚拟样机仿真模型和中尾减速器全寿命周期虚拟样机仿真模型，虚拟样机仿真模型是正常状态与不同类型、程度、位置故障动力学模型的集成，可模拟仿真涡轴发动机、主减速器和中尾减速器全寿命周期的各个运行状态，包括正常状态和各种类型、程度、位置的故障状态，各部件动力学模型均具有通用性和普适性。

3.根据权利要求1所述的一种机载涡轴发动机动力系统可视化诊断平台，其特征在于，所述的可测点是根据涡轴发动机、主减速和中尾减速器承力系统结构特点，基于正常状态与不同类型、程度、位置故障动力学模型，分析转子不平衡、转子热弯曲、支承不对中、联轴器不对中、转/静碰摩、轴承故障和齿轮故障典型故障振动信号传递至机匣的振动传递路径，结合各类典型故障引起机匣振动响应情况，寻找机匣振动响应对典型故障最为敏感的多个备选机匣监测点位置,通过全局遍历初选能覆盖各类典型故障的机匣监测点集。

4.根据权利要求1所述的一种机载涡轴发动机动力系统可视化诊断平台，其特征在于，所述的适应性信息融合诊断方法，对各类典型故障采用最适应的信号处理方法进行信号预处理，充分利用机匣可测点多个振动传感器信息的相似性和互补性，采用基于流行学习的多传感器信息融合方法，通过局部保持投影，提取并增强有效的故障特征信息，实现各类典型故障特征增强，从而达到各类典型故障的可诊断效果。

5.根据权利要求1所述的一种机载涡轴发动机动力系统可视化诊断平台，其特征在于，涡轴发动机动力系统可视化故障诊断模块结合可测点布局方案及适应性信息融合故障诊断方法，对涡轴发动机、主减速器、中尾减速器的特征提取与故障诊断方法进行集成，在可视化诊断平台中形成面向可监测点振动响应数据的统一算法接口，实现动力系统特征提取与故障诊断方法集成。

6.根据权利要求1所述的一种机载涡轴发动机动力系统可视化诊断平台，其特征在于，涡轴发动机动力系统虚拟样机在可测点所获得的正常状态和各种类型、程度、位置故障状态的振动仿真数据，与台架试车上相应可测点实测振动数据对比，验证全寿命周期虚拟样机模型正确性。

7.根据权利要求1所述的一种机载涡轴发动机动力系统可视化诊断平台，其特征在于，涡轴发动机动力系统完备故障模式可测点振动响应数据库能实现工况、故障模式、故障响应各关系数据模型之间的映射关系，对数据库维护、更新，以及数据建模、数据分析、数据可视化等数据读取操作提供便利的数据读/写接口。

8.根据权利要求1所述的一种机载涡轴发动机动力系统可视化诊断平台，其特征在于，涡轴发动机动力系统虚拟样机可视化故障诊断模块对故障诊断流程中的数据流进行梳理、分门别类，每种类型数据设计合理的可视化效果；利用计算机图形学方法，调用数据可视化函数库，实现动态图表、三维图表多样化的可视化方法以及同用户的交互功能。