[发明专利]一种用于直升机主减速器故障安全风险预警的方法

说明书

本发明公开了一种用于直升机主减速器故障安全风险预警的方法，包含以下步骤：构建各飞行状态下的直升机主减速器的特征参数的协方差矩阵和归一化函数；构建各飞行状态下的主减速器健康度的退化曲线；根据当前的飞行状态和未来的飞行状态及其持续时间选择协方差矩阵、归一化参数和退化曲线；预测任务结束时的健康状态；步骤五：基于预测得到的任务结束时的健康状态和健康状态阈值实现故障预警。本发明基于飞行状态识别模型和各个工况下的性能退化曲线，结合任务需求，实现基于健康评估指标的主减速器故障安全风险预警。

技术领域

本发明属于直升机故障诊断与健康管理领域，具体涉及一种用于直升机故障安全风险预警的方法。

背景技术

对直升机主减速器的振动特性进行分析，可以认为直升机主减速器的振动主要来自于四个方面：主减速器本身的振动，飞行状态变化引起的振动，故障引发的振动和故障引发的噪声。在进行故障诊断与预测时，若飞行状态变化引起的振动变化大于健康状态变化引发的振动变化，则会对诊断与预测结果进行干扰。

通常，直升机在飞行过程中状态多变，扭矩、速度等参数变化频繁，导致直升机主减速器的振动特性变化较大从而掩盖了因其本身健康状态变化而产生的振动特性的变化。因此，为提高直升机主减速器故障安全风险预警的可信度，尽可能减小飞行状态变化导致的影响，需要开展多飞行状态下直升机主减速器寿命预测研究。

发明内容

本发明的发明目的在于提供一种用于直升机主减速器故障安全风险预警的方法，采用基于马氏距离的方法将直升机主减速器的振动特征参数融合成单一的健康评估指标，并基于飞行状态识别模型和各个工况下的性能退化曲线，结合任务需求，实现基于健康评估指标的主减速器故障安全风险预警。

本发明的发明目的通过以下技术方案实现：

一种用于直升机主减速器故障安全风险预警的方法，包含以下步骤：

步骤一：基于各飞行状态下的直升机主减速器的正常状态特征参数样本数据，构建各飞行状态下的直升机主减速器的特征参数的协方差矩阵和归一化函数；

步骤二：基于各飞行状态下的直升机主减速器的全寿命退化样本数据代入步骤一构建的各状态协方差矩阵和归一化函数，全寿命退化样本数据多参数融合成健康度，从而构建各飞行状态下的主减速器健康度的退化曲线；

步骤三：基于飞行状态识别模型，识别当前的飞行状态，并基于任务需求，确定未来的飞行状态及其持续时间，从而选择协方差矩阵、归一化参数和退化曲线；

步骤四：根据选择的协方差矩阵、归一化函数、退化曲线、未来飞行状态持续时间以及当前的监测参数，预测任务结束时的健康状态；

步骤五：基于预测得到的任务结束时的健康状态和健康状态阈值实现故障预警。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

图1为正常状态样本马氏距离计算；

图2为正常状马氏距离阈值计算；

图3为健康度预测。

图4为一种用于直升机主减速器故障安全风险预警的方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图4所示，本实施例所示的一种用于直升机主减速器故障安全风险预警的方法，包含以下步骤：

步骤一：基于各飞行状态下的直升机主减速器的正常状态特征参数样本数据，构建各飞行状态下的直升机主减速器的特征参数的协方差矩阵和归一化函数。