[发明专利]一种液体火箭发动机试验实时数据诊断策略

说明书

本发明提出一种液体火箭发动机试验数据诊断策略，具有良好通用性和可行性，能够给试验人员提供层次化的试验数据实时判读方法，综合更多的试验数据信息，对量化的故障模式进行识别，进而做出应对策略的推送，保障试验过程人财物的安全。包括以下步骤：第一步：建立量化故障模式标准化库；第二步：执行传感器和变换器失效检测逻辑；第三步：执行发动机参数异常检测逻辑；第四步：执行发动机故障模式检测逻辑。

技术领域

本发明主要用于液体火箭发动机试验实时数据诊断技术领城。

背景技术

液体火箭发动机试验的实时数据诊断一直备受重视，它是保护发动机产品、试验台、试验人员的必备手段，同时，也是评估发动机性能、分析故障原因、故障定位的重要依据。目前，我国液体火箭发动机试验数据监控环节存在着以下问题：(1)实时性不强：因为发动机试验故障的特点是爆炸威力大、发生迅速、扩展面大，对其数据实施高实时性的诊断策略是必不可少的试验环节，然而现有的数据诊断策略多侧重于基于数据驱动的神经网络等机器学习或是基于模型的推理诊断算法研究，诊断精度虽然有大幅度提高，但是在计算实时性能上大打折扣，尽管从上世纪90年代就开始了相关的研究，仍然无法应用到实际试验台上去；(2)诊断覆盖面不足：现有试验台的紧急关机数据诊断策略较为单一，每种类型的发动机根据转速、压力等不同参数的经验阈值对关键参数进行门限判断，再实施控制策略，在信息采纳上，存在着覆盖性不足的问题，导致诊断策略的实施效果大打折扣。因此，有必要对现有的试验数据实时诊断环节进行改进，有必要研究一种实用性强、通用化的、算法简单、多参数信息融合的试验数据实时诊断策略，以增强试验过程的安全性和可靠性。

发明内容

本发明的目的是提出一种液体火箭发动机试验数据实时诊断策略，具有良好的通用性和可行性，能够给试验人员提供更加实用、简单、易行的试验数据判读方法，为各类型的液体火箭发动机试验保驾护航。

该液体火箭发动机试验数据实时诊断策略，包括以下步骤：

第一步：建立量化故障模式标准化库；对发动机常见故障模式进行量化表征，便于机器计算过程中的故障模式可识别，分别针对管路、阀门、过滤器的堵塞/泄露/断裂等历史故障状态下的参数变化进行特征提取，并量化成标准数据库，为执行后续的故障匹配提供基础评判依据；

第二步：执行传感器和变换器失效检测逻辑：根据故障模式梳理中传感器失效的数据表现形式，制定“0-1”判读准则：信号出现一次工作异常后，即判定该参数失效，后续不再对该参数进行判定，始终认为其异常，失效，返回0；正常，返回1；

第三步：执行发动机参数异常检测逻辑：检查各个参数测量值是否在各自的正常区间之内。用参数测量值的滑动平均值(等于最近几个参数测量值的平均值)进行门限检测。在判断检测参数传感器和变换器无异常的情况下，当检测参数连续三次同时超过安全带时实施诊断信息推送；机关机前5s参数异常判别准则失效；

第四步：执行发动机故障模式检测逻辑：采用两个准则综合所有参数在一段时间内的状况进行。一为多参数准则，只有同时出现多个超出正常区间的参数才认为系统可能出现异常；二为持续性准则，只有连续出现多次可能的异常情况才判断系统出现故障，再根据相应的故障模式对控制系统发出应对指令。

本发明的有益效果：

本发明可以广泛应用于各类型的液体火箭发动机试验数据实时监测过程中，对于试验系统的安全性可靠性有很大保障，可以在传感器、单参数、系统三个层级对发动机试验过程进行监控，判别规则简单易行、试验信息利用率高，是一种实用性很强的发动机试验数据实时诊断策略，有很强的推广性。

附图说明

图1为本发明一种液体火箭发动机试验数据诊断策略的流程示意图；

图2本发明一种液体火箭发动机试验数据诊断策略的故障模式标准化示意图；

具体实施方式