[实用新型]一种无人船动力系统故障预测与健康管理系统

说明书

本申请公开了一种无人船动力系统故障预测与健康管理系统，该系统包括：振动检测系统的第一检测端连接于螺旋桨，振动检测系统的第二检测端连接于轴系，振动检测系统的第三检测端连接于发动机，振动检测系统用于检测动力系统的振动信号；数据处理系统的输入端电连接于振动检测系统的输出端，数据处理系统用于处理振动信号；数据分析系统的输入端电连接于数据处理系统的输出端，数据分析系统的第一输出端电连接于中央控制系统的辅助数据输入端，数据分析系统用于根据处理后的振动信号，生成辅助航行策略，并将辅助航行策略发送至中央控制系统。通过本申请中的技术方案，对无人船动力系统进行故障预测和健康管路，有利于实现无人船的自主航行。

技术领域

本申请涉及无人船的技术领域，具体而言，涉及一种无人船动力系统故障预测与健康管理系统。

背景技术

得益于现代工业，尤其是自动驾驶技术的迅猛发展，以及世界性的对于海洋军事、商业问题兴趣的增加，无人船领域在近几年得到广泛关注。智能无人船可以代替传统船舶，在更加苛刻危险的环境条件下执行任务，或协助其进行大规模的商业贸易行动，其中，故障预测和健康管理(Prognostic and Health Management，PHM)技术被用来对无人船系统和组件进行预期工作状态的分析，以提升无人船的工作效能。

一方面，传统的船舶维修保障方式主要是通过人工经验对船舶故障进行分析，以实验的方法确定具体的故障内容，这种方式的准确性和时间效率难以满足无人船的技术要求。另一方面，由于无人船本身没有随行人员进行监控和维修，若采用事后维修的方法，也难以满足无人船的使用需求。

此外，相较于传统船舶而言，无人船的控制、通信系统复杂度更高，而且执行任务的环境可能更加恶劣。因此，需要无人船故障预测方面，具备快速响应与处理复杂问题的能力。

实用新型内容

本申请的目的在于：对无人船动力系统进行故障预测和健康管路，有利于实现无人船的自主航行，为无人船完成分派任务提供有利条件。

本申请的技术方案是：提供了一种无人船动力系统故障预测与健康管理系统，故障预测与健康管理系统适用于无人船的辅助航行，无人船包括动力系统和中央控制系统，动力系统包括螺旋桨、轴系以及发动机，发动机连接于轴系的一端，轴系的另一端连接于螺旋桨，发动机运行时通过轴系带动螺旋桨旋转，发动机的控制端连接于中央控制系统，故障预测与健康管理系统包括：振动检测系统，数据处理系统以及数据分析系统；振动检测系统的第一检测端连接于螺旋桨，振动检测系统的第二检测端连接于轴系，振动检测系统的第三检测端连接于发动机，振动检测系统用于检测动力系统的振动信号；数据处理系统的输入端电连接于振动检测系统的输出端，数据处理系统用于处理振动信号；数据分析系统的输入端电连接于数据处理系统的输出端，数据分析系统的第一输出端电连接于中央控制系统的辅助数据输入端，数据分析系统用于根据处理后的振动信号，生成辅助航行策略，并将辅助航行策略发送至中央控制系统，其中，辅助航行策略包括故障预测信息。

上述任一项技术方案中，进一步地，振动检测系统包括：三个扭转振动传感器、三个轴向振动传感器以及一个垂向振动传感器；三个扭转振动传感器分为第一扭转振动传感器、第二扭转振动传感器以及第三扭转振动传感器，第一扭转振动传感器通过第一检测端连接于螺旋桨，第一扭转振动传感器用于检测螺旋桨的扭转振动，第二扭转振动传感器通过第二检测端连接于轴系，第二扭转振动传感器用于检测轴系的扭转振动，第三扭转振动传感器通过第三检测端连接于发动机，第三扭转振动传感器用于检测发动机的扭转振动；三个轴向振动传感器分为第一轴向振动传感器、第二轴向振动传感器以及第三轴向振动传感器，第一轴向振动传感器通过第一检测端连接于螺旋桨，第一轴向振动传感器用于检测螺旋桨的轴向振动，第二轴向振动传感器通过第二检测端连接于轴系，第二轴向振动传感器用于检测轴系的轴向振动，第三轴向振动传感器通过第三检测端连接于发动机，第三轴向振动传感器用于检测发动机的轴向振动；垂向振动传感器通过第二检测端连接于轴系，垂向振动传感器用于检测轴系的垂向振动。