一种航空发动机故障诊断系统的制作方法

1.本发明涉及发动机故障诊断技术领域，尤其涉及一种航空发动机故障诊断系统。


背景技术：

2.目前对于发动机故障诊断工作，基本采用三种方式：第一种方式是将故障信息记录在试车记录单上，将解决方案简单描述，本记录单放在资料室，一般不进行查阅，实在需要参考，到资料室找记录单查看。第二种方式是技术人员自己记录在excel表格里，以便自己在下次出现问题时，在表格中搜索参考方案。第三种方式是利用管理信息系统或企业知识库进行信息记录，在发生问题时，将故障现象和所做工作添加到系统中，形成一条一条的知识记录，后续从系统上查找故障信息。
3.但是，目前故障的管理系统，故障现象是技术人员通过人工从发动机参数数据的表现上人为判断出来的，不仅不够准确，而且还可能不够全面。


技术实现要素：

4.(一)要解决的技术问题
5.鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种航空发动机故障诊断系统，其解决了现有的故障诊断是由技术人员通过人工从数采系统的参数表现上获取的，不仅不够准确，而且还可能不够全面的技术问题。
6.(二)技术方案
7.为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
8.本发明实施例提供一种航空发动机故障诊断系统，包括：
9.故障树定义模块，用于接收用户建立故障树的信息指令，建立相应的故障树，以及进一步，接收用户针对所述故障树中指定的节点绑定预先设定的基础数据的指令，将预先设定的基础数据与指定的节点绑定，获取第一故障树并存储；
10.数据接收模块，用于获取发动机参数数据；
11.故障诊断模块，用于基于所述发动机参数数据确定其所对应的第一故障树，并根据与所述发动机参数数据所对应的第一故障树对所述发动机参数数据进行故障诊断，获取第一诊断结果；或，
12.所述故障诊断模块，还用于获取用户的选择指令，并根据用户的选择指令确定与所述选择指令相应的第一故障树，进一步根据与所述选择指令相应的第一故障树对所述发动机参数数据进行故障诊断，获取第二诊断结果。
13.优选的，所述航空发动机故障诊断系统还包括：
14.故障树分析模块，用于获取故障树定义模块中每一所述第一故障树所对应的最小割集。
15.优选的，
16.所述故障树定义模块包括可视化界面；
17.所述可视化界面显示所述预先设定的基础数据、故障树基本信息、故障树结构信息；
18.所述基础数据包括发动机的多个调整点信息、多个维修工具信息、多个操作页面。
19.优选的，故障树定义模块，接收用户建立故障树的信息指令，建立相应的故障树，以及进一步，接收用户针对所述故障树中指定的节点绑定预先设定的基础数据的指令，将预先设定的基础数据与指定的节点绑定，获取第一故障树，具体包括：
20.所述故障树定义模块的可视化界面，接收用户将预先设定的顶事件作为故障树根节点的指令，确定故障树的根节点；
21.所述预先设定的顶事件为发动机的一种故障的详细描述；
22.所述故障树定义模块的可视化界面，接收用户建立故障树中的子节点的信息，确定故障树的子节点；
23.所述故障树的子节点为该子节点的父节点所对应的事件的一种分支事件；
24.所述故障树定义模块的可视化界面，接收用户针对指定的每一子节点分别所设定的进入该子节点的进入条件，分别将用户指定的子节点分别与进入该子节点的进入条件绑定，以及接收用户针对指定的子节点选择任一操作页面进行绑定的指令，将用户所选择的操作页面与指定的子节点绑定，进一步，接收用户在与该指定的子节点绑定的操作页面中添加用户在多个调整点信息和/或多个维修工具信息中所指定的调整点信息和维修工具信息，获取第一故障树。
25.优选的，
26.所述第一故障树对应有预先设定的发动机参数范围。
27.优选的，
28.所述故障诊断模块包括：
29.判断单元，用于判断所述发动机参数数据是否符合故障树定义模块中的第一故障树对应的预先设定的发动机参数范围，获取第一判断结果；
30.诊断单元，用于根据第一判断结果，基于所述发动机参数数据在所述故障树定义模块中确定的与所述发动机参数数据所对应的第一故障树，使用与所述发动机参数数据所对应的第一故障树对所述发动机参数数据进行故障诊断，获取第一诊断结果；
31.与所述发动机参数数据所对应的第一故障树为发动机参数所符合的预先设定的发动机参数范围所对应的第一故障树；
32.或者，
33.获取用户的选择指令，并根据用户的选择指令确定与所述选择指令相应的第一故障树，进一步根据与所述选择指令相应的第一故障树对所述发动机参数数据进行故障诊断，获取第二诊断结果。
34.优选的，
35.所述诊断单元，在所述判断结果为所述发动机参数数据符合故障树定义模块中的第一故障树对应的相应的发动机参数范围的情况下，则基于所述发动机参数数据在所述故障树定义模块中确定与所述发动机参数数据所对应的第一故障树，并根据与所述发动机参数数据所对应的第一故障树对所述发动机参数数据进行故障诊断，获取第一诊断结果；
36.其中，与所述发动机参数数据所对应的第一故障树为在故障树集合中qs数值最大
的第一故障树；
37.所述故障树集合包括：所述发动机参数数据所符合的至少一个发动机参数范围分别所对应的第一故障树；
38.其中，
[0039][0040]
其中，n为第一故障树对应的最小割集的数量；
[0041]
r为第一故障树对应的n个最小割集中的第r个最小割集；
[0042]
j为第j个最小割集，且1≤j≤r；
[0043]mij
为第i个割集中的第j个叶子节点；
[0044]
为预先设定的第i个割集中的第j个叶子节点所对应的事件发生的概率。
[0045]
优选的，
[0046]
所述诊断单元，在所述判断结果为所述发动机参数数据不符合第一故障树对应的相应的发动机参数范围的情况下，获取用户的选择指令，并根据用户的选择指令确定与所述选择指令相应的故障树，进一步根据与所述选择指令相应的故障树对所述发动机参数数据进行故障诊断，获取第二诊断结果。
[0047]
优选的，根据与所述发动机参数数据所对应的第一故障树对所述发动机参数数据进行故障诊断，获取第一诊断结果，或，根据与所述选择指令相应的第一故障树对所述发动机参数数据进行故障诊断，获取第二诊断结果，具体包括：
[0048]
s1、从与所述发动机参数数据所对应的第一故障树或与所述选择指令相应的第一故障树的根节点开始，判断所述发动机参数数据符合所述根节点的每一子节点是否均有预先设定的进入条件，获取相应的第二判断结果；
[0049]
s2、根据所述相应的第二判断结果和/或用户选择进入的子节点的指令，进入第一子节点并判断该第一子节点的每一子节点是否均有预先设定的进入条件，获取新的相应的第二判断结果；
[0050]
所述第一子节点为进入条件与所述发动机参数数据相符合的子节点或者为用户所选择进入的子节点；
[0051]
s3、重复s2直至进入所述与所述发动机参数数据所对应的第一故障树或与所述选择指令相应的第一故障树的叶子节点，完成故障检测，获取第一诊断结果或第二诊断结果；
[0052]
所述第一诊断结果为进入的所述发动机参数数据所对应的第一故障树的叶子节点所对应的分支事件；
[0053]
所述第二诊断结果为进入的与所述选择指令相应的第一故障树的叶子节点所对应的分支事件。
[0054]
优选的，
[0055]
若所述相应的第二判断结果为均有进入条件，则进入第一子节点并判断该第一子节点的每一子节点是否均有进入条件，获取新的相应的第二判断结果；
[0056]
若所述相应的第二判断结果为均没有进入条件，则弹出与该子节点所绑定的操作页面，并接收用户所选择进入的子节点的指令，进入第一子节点并判断该第一子节点的每一子节点是否均有预先设定的进入条件，获取新的相应的判断结果。
[0057]
(三)有益效果
[0058]
本发明的有益效果是：本发明的一种航空发动机故障诊断系统，由于采用故障树定义模块，相对于现有技术而言，其可以接收用户建立故障树的信息指令，建立相应的故障树，也可以接收用户针对所述故障树中指定的节点绑定预先设定的基础数据的指令，将预先设定的基础数据与指定的节点绑定，获取第一故障树并存储。进一步，由于采用故障诊断模块对发动机参数数据进行故障诊断，获取相应的诊断结果，解决了现有的故障诊断是由技术人员通过人工从发动机参数数据的表现上人为判断的技术问题。
附图说明
[0059]
图1为本发明的一种航空发动机故障诊断系统示意图；
[0060]
图2为本发明中的故障树定义模块的可视化界面示意图；
[0061]
图3为本发明实施例中的一种第一故障树示意图；
[0062]
图4为本发明的一种航空发动机故障诊断系统中诊断单元的诊断过程流程图。
具体实施方式
[0063]
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
[0064]
为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更清楚、透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0065]
参见图1，本实施例提供一种航空发动机故障诊断系统，包括：
[0066]
故障树定义模块，用于接收用户建立故障树的信息指令，建立相应的故障树，以及进一步，接收用户针对所述故障树中指定的节点绑定预先设定的基础数据的指令，将预先设定的基础数据与指定的节点绑定，获取第一故障树并存储。
[0067]
数据接收模块，用于从数采系统中获取发动机参数数据。
[0068]
故障诊断模块，用于基于所述发动机参数数据在确定其所对应的第一故障树，并根据与所述发动机参数数据所对应的第一故障树对所述发动机参数数据进行故障诊断，获取第一诊断结果；或，所述故障诊断模块，还用于获取用户的选择指令，并根据用户的选择指令确定与所述选择指令相应的第一故障树，进一步根据与所述选择指令相应的第一故障树对所述发动机参数数据进行故障诊断，获取第二诊断结果。
[0069]
在本实施例的实际应用中，所述航空发动机故障诊断系统还包括：故障树分析模块，用于获取故障树定义模块中每一所述第一故障树所对应的最小割集。
[0070]
在本实施例的实际应用中，所述故障树定义模块包括可视化界面。
[0071]
所述可视化界面显示所述预先设定的基础数据、故障树基本信息(如故障树名称，用于哪种类型的发动机，属于哪个故障分类等)、故障树结构信息(即故障树有哪些分支，分
支进入的条件等)。
[0072]
所述基础数据包括发动机的多个调整点信息、多个维修工具信息、多个操作页面。
[0073]
在本实施例的实际应用中，故障树定义模块，接收用户建立故障树的信息指令，建立相应的故障树，以及进一步，接收用户针对所述故障树中指定的节点绑定预先设定的基础数据的指令，将预先设定的基础数据与指定的节点绑定，获取第一故障树，具体包括：
[0074]
参见图2，所述故障树定义模块的可视化界面，接收用户将预先设定的顶事件作为故障树根节点的指令，确定故障树的根节点。
[0075]
所述预先设定的顶事件为发动机的一种故障的详细描述。
[0076]
所述故障树定义模块的可视化界面，接收用户建立故障树中的子节点的信息，确定故障树的子节点。
[0077]
所述故障树的子节点为该子节点的父节点所对应的事件的一种分支事件。
[0078]
参见图2，所述故障树定义模块的可视化界面，接收用户针对指定的每一子节点分别所设定的进入该子节点的进入条件，分别将用户指定的子节点分别与进入该子节点的进入条件绑定，以及接收用户针对指定的子节点选择任一操作页面进行绑定的指令，将用户所选择的操作页面与指定的子节点绑定，进一步，接收用户在与该指定的子节点绑定的操作页面中添加用户在多个调整点信息和/或多个维修工具信息中所指定的调整点信息和维修工具信息，获取第一故障树，参见图3。
[0079]
具体的，用户在故障树定义模块的可视化界面中建立一个故障树的根节点，根节点有且只有一个，用户根据业务需求，然后添加一个或多个子节点，并为子节点定义该节点的进入条件，并绑定预先准备好的操作页面，最后保存节点间关系以及节点与操作页面间的关系。
[0080]
本实施例中的航空发动机故障诊断系统，用户在使用过程中，可以根据业务要求为任何节点建立相应的子节点，循环反复，一层一层的建立，直至将故障树搭建完毕。同时，用户也可以修改故障树，在任意节点层级添加子节点。
[0081]
本实施例中，故障树的建立、修改都是可由用户自己定义，同时用户也可以根据业务变化进行调整。而且，故障树可由多人完善，有利于故障知识累积和共享。
[0082]
在本实施例的实际应用中，第一故障树对应有预先设定的发动机参数范围，不同的第一故障树对应的预先设定的发动机参数的范围不同。
[0083]
在本实施例的实际应用中，所述故障诊断模块包括：
[0084]
判断单元，用于判断所述发动机参数数据是否符合故障树定义模块中的第一故障树对应的预先设定的发动机参数范围，获取第一判断结果。
[0085]
诊断单元，用于根据第一判断结果，基于所述发动机参数数据在所述故障树定义模块中确定的与所述发动机参数数据所对应的第一故障树，使用与所述发动机参数数据所对应的第一故障树对所述发动机参数数据进行故障诊断，获取第一诊断结果。
[0086]
与所述发动机参数数据所对应的第一故障树为发动机参数所符合的预先设定的发动机参数范围所对应的第一故障树。
[0087]
或者，获取用户的选择指令，并根据用户的选择指令确定与所述选择指令相应的第一故障树，进一步根据与所述选择指令相应的第一故障树对所述发动机参数数据进行故障诊断，获取第二诊断结果。
[0088]
在本实施例的实际应用中，所述诊断单元，在所述判断结果为所述发动机参数数据符合故障树定义模块中的第一故障树对应的相应的发动机参数范围的情况下，则基于所述发动机参数数据在所述故障树定义模块中确定与所述发动机参数数据所对应的第一故障树，并根据与所述发动机参数数据所对应的第一故障树对所述发动机参数数据进行故障诊断，获取第一诊断结果。
[0089]
所述诊断单元，在所述判断结果为所述发动机参数数据不符合第一故障树对应的相应的发动机参数范围的情况下，获取用户的选择指令，并根据用户的选择指令确定与所述选择指令相应的故障树，进一步根据与所述选择指令相应的故障树对所述发动机参数数据进行故障诊断，获取第二诊断结果。
[0090]
在本实施例的实际应用中，与所述发动机参数数据所对应的第一故障树为在故障树集合中qs数值最大的第一故障树；
[0091]
其中，
[0092]
其中
[0093]
其中，n为第一故障树对应的最小割集的数量。
[0094]
r为第一故障树对应的n个最小割集中的第r个最小割集。
[0095]
j为第j个最小割集，且1≤j≤r。
[0096]mij
为第i个割集中的第j个叶子节点。
[0097]
为预先设定的第i个割集中的第j个叶子节点所对应事件发生的概率。
[0098]
其中，所述故障树集合包括：所述发动机参数数据所符合的至少一个发动机参数范围分别所对应的第一故障树。
[0099]
举例说明，假设在故障树定义模块中存储有10个第一故障树，其中，有8个第一故障树分别对应有预先设定的发动机参数范围。如果此时的发动机参数同时满足这8个第一故障树中的5个第一故障树分别所对应的预先设定的发动机参数范围，那么，选择哪一个第一故障树作为与所述发动机参数数据所对应的第一故障树呢？本实施例中，具体的分别计算这5个第一故障树所对应的qs数值，并选择qs数值最大的第一故障树作为与所述发动机参数数据所对应的第一故障树。
[0100]
在本实施例的实际应用中，根据与所述发动机参数数据所对应的第一故障树对所述发动机参数数据进行故障诊断，获取第一诊断结果，或，根据与所述选择指令相应的第一故障树对所述发动机参数数据进行故障诊断，获取第二诊断结果，参见图4，具体包括：
[0101]
s1、从与所述发动机参数数据所对应的第一故障树或与所述选择指令相应的第一故障树的根节点开始，判断所述发动机参数数据符合所述根节点的每一子节点是否均有预先设定的进入条件，获取相应的第二判断结果。
[0102]
s2、根据所述相应的第二判断结果和/或用户选择进入的子节点的指令，进入第一子节点并判断该第一子节点的每一子节点是否均有预先设定的进入条件，获取新的相应的第二判断结果。
[0103]
所述第一子节点为进入条件与所述发动机参数数据相符合的子节点或者为用户所选择进入的子节点。
[0104]
s3、重复s2直至进入所述与所述发动机参数数据所对应的第一故障树或与所述选择指令相应的第一故障树的叶子节点，完成故障检测，获取第一诊断结果或第二诊断结果。
[0105]
所述第一诊断结果为进入的所述发动机参数数据所对应的第一故障树的叶子节点所对应的分支事件。
[0106]
所述第二诊断结果为进入的与所述选择指令相应的第一故障树的叶子节点所对应的分支事件。
[0107]
在具体应用中，诊断单元会根据所述发动机参数数据，遍历相应的第一故障树的节点，如果发动机参数数据符合该节点则进入该节点，然后继续进行该节点的子节点的判断。如果该节点没有进入条件，则弹出与该节点绑定的操作页面，让用户选择进入哪个节点，再继续子节点判断，直到叶子节点，完成树的遍历。
[0108]
本实施例总的诊断单元以故障树分析法为依据，通过人工选择路线或者自动识别路线，完成所对应的第一故障树中节点的遍历，将节点的内容以操作页面的形式展现，用户参考操作页面的内容对发动机进行调整，调整后的发动机参数值发生改变，根据变化后的参数，继续判断是否符合某个节点的特征数据，递归调用，逐级分析，完成故障定位。
[0109]
在本实施例的实际应用中，若所述相应的第二判断结果为均有进入条件，则进入第一子节点并判断该第一子节点的每一子节点是否均有进入条件，获取新的相应的第二判断结果。
[0110]
若所述相应的第二判断结果为均没有进入条件，则弹出与该子节点所绑定的操作页面，并接收用户所选择进入的子节点的指令，进入第一子节点并判断该第一子节点的每一子节点是否均有预先设定的进入条件，获取新的相应的判断结果。
[0111]
在本实施例的实际应用中，所述诊断系统还包括：
[0112]
反馈模块，用于实时监控发动机参数是否已经回归正常，如发现已回归正常，则向用户提示故障已解除，用户确认后，系统判定排故方法有效。或者，接收用户反馈的信息，因为无法自动识别，所以需要技术人员通过经验确认发动机故障排除，反馈排故结果，确定排故方法是否有效。
[0113]
本实施例中的一种航空发动机故障诊断系统，由于采用故障树定义模块，相对于现有技术而言，其可以接收用户建立故障树的信息指令，建立相应的故障树，也可以接收用户针对所述故障树中指定的节点绑定预先设定的基础数据的指令，将预先设定的基础数据与指定的节点绑定，获取第一故障树并存储。进一步，由于采用故障诊断模块对发动机参数数据进行故障诊断，获取相应的诊断结果，解决了现有的故障诊断是由技术人员通过人工从发动机参数表现上人为判断的技术问题。
[0114]
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例，或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0115]
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程图
和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。
[0116]
应当注意的是，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何附图标记理解成对权利要求的限制。词语“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的词语“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本发明可以借助于包括有若干不同部件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件来具体体现。词语第一、第二、第三等的使用，仅是为了表述方便，而不表示任何顺序。可将这些词语理解为部件名称的一部分。
[0117]
此外，需要说明的是，在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0118]
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域的技术人员在得知了基本创造性概念后，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，权利要求应该解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
[0119]
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种修改和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也应该包含这些修改和变型在内。