CN102689697B - 一种新型故障定位方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于故障诊断技术，涉及一种新型故障定位方法。本发明新型故障定位方法首先，对系统进行部件级划分，确定各个部件的特征值，并建立专家数据库；其次，利用传感器、测试通道、计算机获取部件的实时特征值；再次，计算机查询专家数据库得到理论判据，结合测试设备的精度生成实际判据；最后，对部件的工作状态作出判断，并进行显示。本发明能够实现对系统故障进行动态跟踪，智能定位，并通过专家数据库的后台处理，可以降低操作门槛，使用简单，节省大量的人力成本，并具有很强的推广应用价值。

Description

一种新型故障定位方法
技术领域
本发明属于故障诊断技术，涉及一种新型故障定位方法。
背景技术
飞机是一个复杂的综合系统，涉及的专业领域有几十个，涉及的零部件数以万计，在这样一个复杂的系统下，靠人力来完成故障的排查定位是一件浪费资源的事。
美国等西方国家早在二十世纪50年代就开始故障诊断技术的研究。随着计算机技术的发展，目前故障诊断系统已从原来单一的各个分系统的故障诊断专家系统,向集系统状态监测、故障诊断和故障修复为一体的集成健康管理(IVHM)系统发展。
目前，在飞机燃油系统全模试验中，出现故障，往往依靠专家的工程经验进行现场排查，如果是偶发性故障，还需要重复试验进行故障复现才能排故，费时费力，还不能保证效果，
发明内容
本发明的目的是，提供一种简单、方便的新型故障定位方法。
本发明的技术解决方案是，一种新型故障定位方法，其包括如下步骤：
步骤1.系统分解
依据功能独立原则，对系统进行分解，分解为独立部件和连接件，其中，所分解的独立部件具有可探测的特征参数；
步骤2.建立专家数据库
先确定独立部件的能够表征该部件工作状态的特征参数，
依据特征参数的工作状态建立理论量化判据，
根据专家的理论量化判据形成计算机可操作的专家数据库；
步骤3.探测各特征参数的数值
获取系统各待测部件的特征参数；
步骤4：消除测试误差
结合测试设备的精度形成实际的量化判据上限和下限，消除测试误差，并根据量化判据上限和下限查询专家数据库，获得指定部件的理论量化判据；
步骤5.工作状态的判定
根据所采集的各待测部件特征参数和实际的量化判据，对各部件的工作状态做出判断，进行故障定位。
用于获取系统各待测部件特征参数的传感器设置在待测部件的入口连接件和/或出口连接件上。
部件的分解在保证功能独立的情况下，入口特征参数少于2个，出口特征值少于2个。
本发明具有的优点效果，本发明新型故障定位方法通过将复杂的系统故障判断进行两个阶段的分解，第一阶段对系统进行分解和专家数据库的建立，将故障判断依据前移；第二阶段利用传感器技术和计算机技术对系统状态进行跟踪，获取部件的特征参数。从而能够实现对系统故障进行动态跟踪，智能定位，并通过专家数据库的后台处理，可以降低操作门槛，使用简单，节省大量的人力成本，并具有很强的推广应用价值。
附图说明
图1为本发明部件连接图。
图2为本发明工作原理图。
图3为本发明判据逻辑图。
具体实施方式
下面通过具体实施例，结合附图对本发明作进一步说明：
本发明新型故障定位系统由测试设备、专家数据库和计算机系统组成。其中，测试设备包括测试通道、传感器，并作为一个整体与计算机系统相连。请参阅图1，其是本发明新型故障定位系统的部件连接图。实际测试时，根据特征参数的测试需要，传感器设置在实际部件的入口连接件或出口连接件上至少一处。
本发明专家数据库作为处理后台，用于部件故障信息的储存和查询。
本发明新型故障定位方法从一个独特的角度切入到故障诊断系统中，它通过部件级的状态监测从而完成系统级的健康诊断，其具体步骤如下：
步骤1.系统分解
依据功能独立原则，对系统进行分解，分解为独立部件和连接件，要求该独立部件具有可探测的特征参数；
步骤2.建立专家数据库
先确定独立部件的能够表征该部件工作状态的特征参数，
依据特征参数的工作状态建立理论量化判据，
根据专家具体理论量化判据形成计算机可操作的专家数据库；
步骤3.探测各特征参数的数值
利用传感器、测试通道、计算机获取系统待测部件的实时特征值，其中，传感器实时采集部件特征参数，特征参数经过测试通道的信号调理器和AD通道进入计算机系统；
步骤4：消除测试误差
结合测试设备的精度形成实际的量化判据上限和下限，消除测试误差，并根据量化判据上限和下限查询专家数据库，获得指定部件的理论量化判据；
步骤5.工作状态的判定
根据所采集的各待测部件特征参数和实际的量化判据，对各部件的工作状态做出判断，进行故障定位，
如果入口特征值以及出口特征值均在相应的判据内，则表明工作正常；
如果入口特征值不在相应的判据内，则故障在部件之前；
如果出口特征值不在相应的判据内，则部件发生故障；
并由计算机系统对部件的特征值和工作状态进行实时显示。
本发明新型故障定位方法通过将复杂的系统故障判断进行两个阶段的分解，第一阶段对系统进行分解和专家数据库的建立，将故障判断依据前移；第二阶段利用传感器技术和计算机技术对系统状态进行跟踪，获取部件的特征参数。从而能够实现对系统故障进行动态跟踪，智能定位，并通过专家数据库的后台处理，可以降低操作门槛，使用简单，节省大量的人力成本。
实施例
下面以飞机燃油系统为例，结合图2，对本发明新型故障定位方法进行详细描述：
步骤1.燃油系统分解
依据功能独立原则，对燃油系统进行分解，本实施例中，独立部件有FR215、FR216、FR25C、前组供油泵、后组供油泵等；
步骤2.建立燃油系统专家数据库
以燃油系统内的独立部件FR216为例，与FR216工作状态相关的特征参数有FR216入口压力、FR216出口压力、FR216出口流量，若FR216正常工作时，FR216的入口压力在110-130KPa之间、FR216的出口压力在100-120之间、FR216的出口流量在0-50m3/h之间，进行排列组合形成专家数据库表1；
表1
 部件 入口特征值   入口特征值 出口特征值 出口特征值  状态
 FR216 110≤P1≤130   无 100≤P2≤120 50≤Q1≤100  正常
FR216 110≤P1≤130 无 100≤P2≤120 Q1<50或Q1＞100  FR216故障
FR216 110≤P1≤130 无 P2＜100或P2＞120 任意  FR216故障
FR216 P1＜110或P1＞130 无 任意 任意  FR216之前故障
步骤3.探测各特征参数的数值
利用传感器、测试通道、计算机获取部件的实时特征参数值，其中，传感器实时采集部件特征参数，特征参数经过测试通道的信号调理器和AD通道进入计算机系统；
若某一时刻测得的入口压力值为100KPa，出口压力值为50KPa，出口流量值为0；
步骤4：消除测试误差
结合测试设备的精度形成实际的量化判据上限和下限，消除测试误差，并根据量化判据上限和下限查询专家数据库，获得指定部件的理论量化判据；
若测试设备的整体误差为2‰，则消除误差所得的结果为入口压力在99.8-100.2KPa之间，出口压力在49.9-50.1KPa之间，出口流量为0；
步骤5.工作状态的判定
如图3所示，根据采集的部件特征参数和实际的量化判据，对部件的工作状态做出判断，进行故障定位，
根据步骤4获得的判据查询专家数据库，属于第3条，表明出口压力不满足判据，因此得出FR216故障的结论。

Claims (3)

1.一种新型故障定位方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1.系统分解
依据功能独立原则，对系统进行分解，分解为独立部件和连接件，其中，所分解的独立部件具有可探测的特征参数；
步骤2.建立专家数据库
先确定独立部件的能够表征该部件工作状态的特征参数，
依据特征参数的工作状态建立理论量化判据，
根据专家的理论量化判据形成计算机可操作的专家数据库；
步骤3.探测各特征参数的数值
利用传感器、测试通道、计算机获取系统待测部件的实时特征值，其中，传感器实时采集部件特征参数，特征参数经过测试通道的信号调理器和AD通道进入计算机系统；
步骤4：消除测试误差
结合测试设备的精度形成实际的量化判据上限和下限，消除测试误差，并根据量化判据上限和下限查询专家数据库，获得指定部件的理论量化判据；
步骤5.工作状态的判定
根据所采集的各待测部件特征参数和实际的量化判据，对各部件的工作状态做出判断，进行故障定位，
如果入口特征值以及出口特征值均在相应的判据内，则表明工作正常；
如果入口特征值不在相应的判据内，则故障在部件之前；
如果出口特征值不在相应的判据内，则部件发生故障；
并由计算机系统对部件的特征值和工作状态进行实时显示。
2.根据权利要求1所述的新型故障定位方法，其特征在于：用于获取系统各待测部件特征参数的传感器设置在待测部件的入口连接件和/或出口连接件上。
3.根据权利要求1所述的新型故障定位方法，其特征在于：部件的分解在保证功能独立的情况下，入口特征参数少于2个，出口特征值少于2个。
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