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故障診斷的一般流程
作者/來源:  發布時間:2019-02-22  閱讀次數:84次閱讀

.故障診斷的定義

1.故障診斷:檢測和隔離故障的過程。

2.監控與診斷係統:實時監測、記錄發動機參數,進行數據處理和分析,探測發動機故障,必要時告警或采取安全保護措施的綜合技術係統。

從監控與診斷係統的定義可以看出,要完成故障診斷過程,需要有信號檢測、信號記錄、信號處理、信號分析等過程。

.故障診斷的一般流程

故障診斷是根據故障征兆信息尋找係統故障原因並確定故障模式的過程,航空發動機的故障診斷一般是一個有窮遞歸的過程,見圖2-1

2-1 故障診斷的一般流程

故障診斷的一般流程可以從如下一些方麵理解。

1. 狀態監控

狀態監控是故障診斷的重要基礎,也是故障診斷發展的重要方向之一。狀態監控是在航空發動機的運行過程中,通過對若幹特征參數的監測,來判別動態係統是否偏離正常功能,並監視其發展趨勢,預防突發性故障產生。一旦偏離正常功能,應迅速做出調整,使裝備的技術狀態恢複到正常。

2. 搜集征兆和檢測

故障的征兆,是直接表征航空發動機功能異常或與航空發動機功能異常緊密相關的信息,它是診斷故障的基本信息。故障診斷的過程就是從已知征兆到判定故障類型及其所在部位的過程。有效地搜集和提取征兆是故障診斷的一項非常重要的工作。

檢測就是對被測航空發動機進行檢出、變換、分析、處理、判斷、控製和顯示的過程,它是依據故障診斷的需要,有針對地對故障的表征參數進行檢查和測試,從而挖掘盡可能多的故障信息。

信號提取是通過安裝在航空發動機上或航空發動機附近的傳感器來實現的。可用的信號包括振動、噪聲、溫度、壓力、電流、電壓、磁場、射線等。傳感器的選擇以最能反映設備狀態變化為原則。如果傳感器信號輸出不準確,後續的處理都將失去意義,因此,傳感器技術是狀態監控與故障診斷中的一項關鍵技術。

在故障診斷中,當隻采用一個傳感器進行信號提取時,若傳感器出現異常,就很難判斷到底是設備故障,還是傳感器故障。在這種情況下就需要采用多個傳感器,對傳感器的數據進行證實,以剔除故障傳感器的影響。有時為了提高故障診斷的準確性,需要采用不同類型的傳感器從不同側麵來提取反映航空發動機狀態變化的信息。

傳感器的信息具有不同的特征:可能是實時信息,也可能是非實時信息;可能是快變或瞬變的,也可能是緩變的;可能是模糊的,也可能是確定的;可能各傳感器獲得的信息相互支持或互補,也可能互相矛盾或競爭。這就需要把多個傳感器的冗餘或互補信息依據某種準則來組合,以獲得被監測航空發動機的一致解釋或描述,使該診斷係統由此獲得比它的各組成部分的子集所構成的係統性能更優越。這就是多傳感器信息融合技術的基本思想。其基本方法包括加權平均法、卡爾曼濾波、貝葉斯估計、統計決策理論、證據推理、粗糙集理論、具有置信因子的產生式規則、模糊邏輯、神經網絡和模糊模式辨識等。

傳感器信號經過調理、傳輸和采樣後送入信號處理環節,去掉冗餘信息後獲得狀態特征量,再將狀態特征量送入狀態辨識模塊,獲得辨識結果後送入監控與診斷決策環節進行綜合決策。

3. 診斷

診斷是故障診斷一般流程的核心環節。它是在狀態監控和設備檢測的基礎上,對故障的類型、程度、部位、原因和模式進行辨識和確定,從而為最後的診斷決策和維修(修複)方案提供依據。

4. 維修方案決策

依據診斷環節的結論,製定科學合理的維修和修複方案,並確定具體的操作細則,並進一步對航空發動機運行狀態的發展趨勢進行預測。

下麵簡要闡述故障診斷一般流程的認識論理解。

從認識論的角度看,故障診斷是人類對航空發動機異常狀態的一種認識過程。因此,它包含信息提取、信息分析、信息識別、信息綜合和信息檢驗的全過程。其基本特點如下:

(1)信息來源廣泛。航空發動機工作過程及其固有的行為均攜帶著航空發動機狀態的信息。

(2)信息處理方法多樣。振動、噪聲、工況參數、動力學等分析處理均有自己完整的理論體係和方法,均能為故障診斷提供有用的信息。迄今為止,基於振動、油液、動力學分析等各種理論的故障診斷方法都取得了相當大的進展。

(3)信息既相互支持、互為補充,有時也相互衝突和幹擾,信息融合的難度大。航空發動機在工作過程中所表現出來的故障信息有時反映的是相互支持的問題,有時反映的是相互補充的問題,但也有一些信息是相互矛盾的,這為故障的綜合分析和診斷提供可能的同時,也增加了難度。

 


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