本申请涉及航空发动机的健康状态监测,尤其涉及一种航空发动机状态监测方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术:
1、航空发动机是一种高度复杂的精密的热力机械,是高端制造装备制造业领域的重要组成部分,其运行的安全性和可靠性备受关注,因而对航空发动机健康状态进行实时、准确的监测尤为关键。航空发动机在运行过程中,其内部如燃油泵、滑油供油管、叶片、轴承、滑油冷却器等关键组件的性能退化和故障,会直接影响航空发动机的性能和寿命。然而,这些组件的性能退化和故障情况往往难以直接观测,在航空发动机服役期间,若采用传统的离线检测方法来评估内部组件的健康状态,则需要频繁暂停航空发动机的运行使用,时间成本和人工成本都较为高昂。
技术实现思路
1、本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
2、为此,本申请的第一个目的在于提出一种航空发动机状态监测方法,以解决现有技术手段局限性较大,检测时间长、成本高等问题。
3、本申请的第二个目的在于提出一种装置。
4、本申请的第三个目的在于提出一种电子设备。
5、本申请的第四个目的在于提出一种计算机可读存储介质。
6、为达上述目的,本申请第一方面实施例提出了一种航空发动机状态监测方法,包括:
7、获取航空发动机的状态数据;
8、基于所述状态数据,选择航空发动机组件正常运行的多个航段数据,预设数据采集长度,并将组件正常运行数据进行转换,得到函数型数据;
9、利用b样条基函数将所述函数型数据进行转换,基于弹性配准方法得到配准曲线;
10、获取所述配准曲线平均值,得到标准参考基线;
11、将所述数据采集长度、所述b样条基函数转化以及弹性配准进行曲线处理,并与所述标准参考曲线进行误差累计操作,得到发动机状态健康分数。
12、优选地,所述获取航空发动机的状态数据包括:
13、选择航空发动机件的健康状态监测模型的输入变量并进行初始化,确定所述输入变量在单个航段内的数据采集的长度区间范围。
14、优选地,所述基于所述状态数据,选择航空发动机组件正常运行的多个航段数据,预设数据采集长度,并将组件正常运行数据进行转换,得到函数型数据包括:
15、根据航空发动机组件正常运行的多个航段,预设数据采集长度;
16、采用点网格中离散的一组曲线的表达方式,将该组件的监测信号转换成函数型数据;
17、基于所述数据采集长度对所述函数型数据进行处理,得到预设采集长度的函数型数据。
18、优选地,所述利用b样条基函数将所述函数型数据进行转换,基于弹性配准方法得到配准曲线包括:
19、预设b样条基函数的函数数量和样条阶次;
20、利用所述b样条基函数对所述函数型数据进行转换,采用fisher-rao度量的性质,基于srsf框架实现曲线对齐。
21、优选地,所述b样条基函数表达式为:
22、
23、其中,其中,k表示b样条基函数的索引值,k=1,2,…,k,d表示样条阶次,d=1,2,…,d。
24、优选地,所述获取所述配准曲线平均值,得到标准参考基线包括:
25、将配准后的曲线取平均值,得到该组件正常运行时的实时传感器监测信号在单个航段内的标准参考基线。
26、优选地,所述将所述数据采集长度、所述b样条基函数转化以及弹性配准进行曲线处理,并与所述标准参考曲线进行误差累计操作,得到发动机状态健康分数包括:
27、对所述数据采集长度、所述b样条基函数转化以及弹性配准进行曲线处理,计算处理后的曲线与所述标准参考基线之间的累计误差;
28、基于预设健康分数阈值判断所述累计误差,利用线性映射变换计算该航段的健康分数并与健康分数下限阈值比较,得到发动机状态健康分数。
29、为达上述目的,本申请第二方面实施例提出了一种航空发动机状态监测装置,包括:
30、数据获取模块,获取航空发动机的状态数据;
31、函数转换模块,基于所述状态数据,选择航空发动机组件正常运行的多个航段数据,预设数据采集长度,并将组件正常运行数据进行转换,得到函数型数据;
32、曲线转换模块,利用b样条基函数将所述函数型数据进行转换,基于弹性配准方法得到配准曲线;
33、参考基线获取模块,获取所述配准曲线平均值,得到标准参考基线;
34、状态评估模块,将所述数据采集长度、所述b样条基函数转化以及弹性配准进行曲线处理,并与所述标准参考曲线进行误差累计操作,得到发动机状态健康分数。
35、为达上述目的,本申请第三方面实施例提出了一种电子设备,包括:处理器,以及与所述处理器通信连接的存储器;
36、所述存储器存储计算机执行指令;
37、所述处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令,以实现上述任一项所述的方法。
38、为达上述目的,本申请第四方面实施例提出了一种计算机可读存储介质,包括所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令,所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现上述任一项所述的方法。
39、本申请提供的一种航空发动机状态监测方法,利用飞机在航行过程中对航空发动机各个组件的在线监测数据,对实时采集的多源状态传感器信息进行分析处理,不同于设计监督学习算法进行预测,通过无监督式的设计健康指标值从而间接预测航空发动机组件的健康状态,该过程在不影响航空发动机正常作业的情况下即可准确地监测航空发动机内部组件的健康状态,为航空发动机的管理和维修提供了技术支持。
40、本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实践了解到。
1.一种航空发动机状态监测方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的航空发动机状态监测方法,其特征在于,所述获取航空发动机的状态数据包括:
3.根据权利要求1所述的航空发动机状态监测方法,其特征在于,所述基于所述状态数据,选择航空发动机组件正常运行的多个航段数据,预设数据采集长度,并将组件正常运行数据进行转换,得到函数型数据包括:
4.根据权利要求1所述的航空发动机状态监测方法,其特征在于,所述利用b样条基函数将所述函数型数据进行转换,基于弹性配准方法得到配准曲线包括:
5.根据权利要求1所述的航空发动机状态监测方法,其特征在于,所述b样条基函数表达式为:
6.根据权利要求1所述的航空发动机状态监测方法,其特征在于,所述获取所述配准曲线平均值,得到标准参考基线包括:
7.根据权利要求1所述的航空发动机状态监测方法,其特征在于,所述将所述数据采集长度、所述b样条基函数转化以及弹性配准进行曲线处理,并与所述标准参考曲线进行误差累计操作,得到发动机状态健康分数包括:
8.一种航空发动机状态监测装置,其特征在于,包括:
9.一种电子设备,其特征在于,包括:处理器,以及与所述处理器通信连接的存储器;
10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令,所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现如权利要求1-7中任一项所述的方法。
