[发明专利]综合化航空电子设备故障智能诊断系统

权利要求书

1.一种综合化航空电子设备故障智能诊断系统，包括：分别相连数据库的数据预处理模块和故障预测结果评价模块，相连霍克斯过程模块的生存分析预测模块，其特征在于：数据预处理模块从第一数据库中将采集设备数据转换为设备的ID号和设备发生故障时间戳的差值，将这两列数据存入第一数据库中作为故障事件序列，建立基于训练集的独立预后模型和预测模型；霍克斯过程模块从数据预处理模块中读取数据，模拟发生的历史事件，对于未来事件的发生激励，根据每个观察到的设备对故障事件序列进行激励，将设备在过去时间内的故障事件的发生进行霍克斯过程的强度函数建模，周期性地向下位机发送检测信号，通过接收的响应数据帧判断系统是否产生故障和系统故障的类型，对故障类型、故障部位及原因进行诊断，基于霍克斯过程的故障诊断，将检测到的故障信号送入生存分析预测模块辨识故障大小和时变特性，引入时间依存变量，以生存结局和生存时间为因变量构建比例风险回归模型COX回归模型，通过变量赋值定义构建模型所用样本，利用比例风险回归模型COX分析带有截尾生存时间的资料，从霍克斯过程模块中得到生存函数，通过累积风险函数预测设备故障的返回时间；将变化产生的新信息送入故障预测结果评价模块，利用平均绝对误差MAE对最终的故障时间预测的时间戳进行度量，完成故障诊断任务。

2.如权利要求1所述的综合化航空电子设备故障智能诊断系统，其特征在于：数据预处理模块从数据库将采集的航空电子设备数据进行处理，只留下该航空电子设备的ID号和航空电子设备发生故障时间，将航空电子设备的故障时间转换为标识某一时刻时间的时间戳，根据所搜集的数据时间间隔设置时间戳的大小，将后一个发生故障的时间戳减去前一个发生故障的时间戳的时间差作为故障事件序列的输入，第一个发生故障的时间戳记为0。

3.如权利要求1所述的综合化航空电子设备故障智能诊断系统，其特征在于：霍克斯过程模块读取数据预处理模块中数据，将每个观察到的航空电子设备，在过去时间内的故障事件的发生进行霍克斯过程强度函数建模，捕捉航空电子设备固有的和长期的基线强度λ₀特征，捕获时间相关性的触发内核g(t,t_i)，量化每个过去事件随时间演变，激励当前的历史事件，在t单位时间中使用非参数方法直接学习触发内核g(t,t_i)的参数族，

其中，t表示当前时间，σ表示Sigmoid函数。

4.如权利要求1所述的综合化航空电子设备故障智能诊断系统，其特征在于：霍克斯过程模块在霍克斯过程故障事件序列建模中，根据捕获时间相关性的触发内核g(t,t_i)≥0，缩放每个过去历史事件的影响幅度α＞0，基线强度λ₀＞0，在特定的历史情况随机变量T和历史事件对当前的激励作用下，通过基线强度λ₀捕捉设备固有的长期的特征、与基线强度λ₀齐次泊松过程叠加形成的背景和非齐次泊松过程的触发内核g(t,t_i)强度，构建强度函数

5.如权利要求1所述的综合化航空电子设备故障智能诊断系统，其特征在于：生存分析模块通过时间窗口收集设备返回的时间观察值，根据返回时间观测值T与观测值相关的协变量向量g，将协变量数据表示为一组元组g,T。

6.如权利要求1所述的综合化航空电子设备故障智能诊断系统，其特征在于：生存分析预测模块采用霍克斯过程作为强度函数：

从强度函数中得到如下被定义为时间t的累积风险函数Λ：

S(t)＝exp(-Λ(t))

用下式计算预期设备故障的返回时间此外，给定故障状态时间t_s未达返回时间来预测未来故障事件的返回时间：其中，S′表示对S(t)求导。