對(duì)曲線上用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)異常的相關(guān)點(diǎn)進(jìn)行估算的方法以及用于實(shí)施該方法的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明總體上涉及對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)的領(lǐng)域。
[0002] 更具體地，本發(fā)明涉及一種對(duì)曲線上用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)異常的相關(guān)點(diǎn)進(jìn)行估算的方 法并涉及用于實(shí)施該方法的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0003] 在航空領(lǐng)域中，能夠監(jiān)測(cè)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀況以便預(yù)測(cè)并計(jì)劃對(duì)該發(fā)動(dòng)機(jī)的維 護(hù)操作很重要。發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀況實(shí)際上可能隨時(shí)間而改變，適當(dāng)?shù)谋O(jiān)測(cè)可以給出檢測(cè)操 作異常、監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的劣化以及提前計(jì)劃可能的維護(hù)操作的可能性。這尤其給出了避免航 班延誤、在劣化太顯著之前進(jìn)行維修、相互對(duì)維修操作進(jìn)行分組等的可能性。
[0004] 已經(jīng)開(kāi)發(fā)出監(jiān)測(cè)工具，以便根據(jù)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的狀況進(jìn)行描述的物理參數(shù)的測(cè)量值來(lái) 識(shí)別使發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行發(fā)生改變的異常。
[0005] 此外，已經(jīng)描述了一些方法，這些方法能夠監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行參數(shù)的測(cè)量值，計(jì) 算代表發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀況的指標(biāo)以及根據(jù)所述指標(biāo)識(shí)別發(fā)動(dòng)機(jī)的操作異常。申請(qǐng)人的 FR2939924和FR2942001專(zhuān)利中描述了這種方法的示例。這些指標(biāo)是由發(fā)動(dòng)機(jī)行為領(lǐng)域 的專(zhuān)家定義的。因此，對(duì)于檢測(cè)妨礙發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的異常，可以定義下述指標(biāo)，這些指標(biāo)例如 有啟動(dòng)閥的打開(kāi)時(shí)間，高壓壓縮機(jī)到達(dá)最大加速度的時(shí)間，第一啟動(dòng)階段、第二啟動(dòng)階段 和第三啟動(dòng)階段的時(shí)刻tl、t3和t3,發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火時(shí)間，啟動(dòng)閥的關(guān)閉時(shí)間，廢氣的溫度 梯度或者發(fā)動(dòng)機(jī)的停止時(shí)間。圖1示出了高壓壓縮機(jī)的速度隨時(shí)間的變化1、廢氣的溫度 EGT(ExhaustGasTemperature，廢氣溫度）隨時(shí)間的變化2、送往噴射器的燃料流率隨時(shí)間 的變化3以及壓力隨時(shí)間的變化4,以及持續(xù)時(shí)間tl、t3和t3。
[0006] 可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行參數(shù)的測(cè)量曲線上的相關(guān)時(shí)刻來(lái)計(jì)算這些指標(biāo)。這種相關(guān) 時(shí)刻是由專(zhuān)家標(biāo)記在這些曲線上的。
[0007] 這些方法具有下述缺點(diǎn)：專(zhuān)家必須系統(tǒng)性參與來(lái)標(biāo)記這種時(shí)刻，因此使得只要專(zhuān) 家還沒(méi)有進(jìn)行這種標(biāo)記，就必須存儲(chǔ)全部的這些測(cè)量曲線。
[0008] 為了克服這些缺點(diǎn)，開(kāi)發(fā)出下述工具，這些工具給出了在不求助于專(zhuān)家的情況下 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)這種相關(guān)時(shí)刻的可能性。這種工具的使用尤其給出了下述可能性：不再需要 長(zhǎng)時(shí)間地存儲(chǔ)大量的數(shù)據(jù)，只要最后存儲(chǔ)從自動(dòng)確定的相關(guān)時(shí)刻計(jì)算的指標(biāo)就可以。
[0009] 其中的一些工具可以在工具的開(kāi)發(fā)過(guò)程中從專(zhuān)家提供的對(duì)這種時(shí)刻的描述來(lái)特 別提取特定的相關(guān)時(shí)刻。然而，這樣的解決方案需要針對(duì)待檢測(cè)的每種類(lèi)型的相關(guān)時(shí)刻來(lái) 開(kāi)發(fā)不同的工具。這樣的解決方案還具有下述缺點(diǎn)：將以工具設(shè)計(jì)者能充分理解的方式來(lái) 準(zhǔn)確描述相關(guān)時(shí)刻的特性的負(fù)擔(dān)強(qiáng)加給專(zhuān)家，以便使得工具設(shè)計(jì)者能夠以算法的形式重新 轉(zhuǎn)錄這些特性。
[0010] 為了擺脫這些限制，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出通用的工具，這些通用的工具給出了在不需要修 改工具并且不需要專(zhuān)家對(duì)相關(guān)時(shí)刻的特性做出任何詳細(xì)描述的情況下檢測(cè)任何類(lèi)型的曲 線上的相關(guān)時(shí)刻的可能性。例如，現(xiàn)有的這種類(lèi)型的工具可以基于模式識(shí)別。這些工具的 原理是在曲線上識(shí)別已知的特性形狀，該已知的特性形狀是通過(guò)待檢測(cè)的相關(guān)時(shí)刻附近的 曲線假定的，如圖2所示，圖2示出了當(dāng)試圖在曲線上確定諸如形狀5的特性形狀的位置時(shí) 的情形。
[0011] 然而，用這種工具在曲線上檢測(cè)相關(guān)點(diǎn)的時(shí)間特別漫長(zhǎng)。實(shí)際上，會(huì)覆蓋整個(gè)曲線 以便提取通過(guò)曲線局部假定的形狀6、7和8,然后將這些形狀與所尋找的形狀進(jìn)行比較。此 外，必須以不同的尺度（scale)來(lái)進(jìn)行這樣的分析以便在曲線中檢測(cè)到所尋找的形狀而不 管該形狀以何種尺度出現(xiàn)在曲線中。這樣的處理操作實(shí)施了大量的計(jì)算，降低了在曲線上 檢測(cè)相關(guān)點(diǎn)的速度。
[0012] 此外，這種工具都專(zhuān)注于檢測(cè)興趣點(diǎn)附近的特定形狀，而忽略了曲線的總體形狀 所負(fù)載的信息。
[0013] 因此，存在對(duì)能給出下述可能性的通用工具的需求：在不進(jìn)行昂貴的多尺度分析 的情況下快速檢測(cè)曲線上的相關(guān)點(diǎn)，且同時(shí)考慮到整個(gè)所述曲線并且限制要存儲(chǔ)的數(shù)據(jù) 量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 因此，根據(jù)第一方面，本發(fā)明涉及一種對(duì)曲線上用來(lái)檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)異常的相關(guān)點(diǎn)進(jìn) 行估算的方法，所述曲線表示發(fā)動(dòng)機(jī)的物理運(yùn)行參數(shù)隨時(shí)間的變化，所述發(fā)動(dòng)機(jī)的物理運(yùn) 行參數(shù)是由所述發(fā)動(dòng)機(jī)上的至少一個(gè)傳感器所測(cè)量的，
[0015] 由連接到第一存儲(chǔ)裝置的計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)施所述方法，
[0016] 所述第一存儲(chǔ)裝置存儲(chǔ)包括二進(jìn)制代碼、模型和過(guò)濾器的至少一個(gè)輪廓圖，所述 二進(jìn)制代碼的每個(gè)元素對(duì)至少一個(gè)學(xué)習(xí)曲線的兩個(gè)連續(xù)的特征點(diǎn)之間的變化方向進(jìn)行編 碼，模型使得能夠從曲線的一組特征點(diǎn)來(lái)估算相關(guān)點(diǎn)，
[0017] 所述方法包括：
[0018] a/選擇所述第一存儲(chǔ)裝置中存儲(chǔ)的輪廓圖；
[0019] b/將所選擇的所述輪廓圖的過(guò)濾器應(yīng)用到所述曲線；
[0020] c/確定經(jīng)過(guò)濾的曲線的一組特征點(diǎn)和一組二進(jìn)制代碼，該二進(jìn)制代碼的每個(gè)元素 對(duì)屬于該組特征點(diǎn)的兩個(gè)連續(xù)的特征點(diǎn)的變化方向進(jìn)行編碼；
[0021] d/將所確定的代碼與所選擇的輪廓圖的代碼進(jìn)行比較；
[0022] e/依據(jù)所述比較，根據(jù)經(jīng)過(guò)濾的曲線的特征點(diǎn)以及根據(jù)所選擇的輪廓圖的所述模 型來(lái)估算所述曲線上的相關(guān)點(diǎn)。
[0023] 所述方法給出下述可能性：在不求助于專(zhuān)家的情況下實(shí)現(xiàn)了曲線上相關(guān)點(diǎn)的快速 確定，而不管相關(guān)點(diǎn)類(lèi)型是什么。所述方法還給出下述可能性：考慮了曲線的整個(gè)形狀，同 時(shí)通過(guò)僅存儲(chǔ)該曲線的特征點(diǎn)而將待存儲(chǔ)的信息量減少到最少。
[0024] 根據(jù)其他優(yōu)勢(shì)和非限制性特征：
[0025] -如果所確定的代碼與所選擇的輪廓圖的代碼不同，那么可以選擇所述第一存儲(chǔ) 裝置中所存儲(chǔ)的新的輪廓圖并且所述計(jì)算機(jī)可以再次執(zhí)行根據(jù)第一方面的方法的步驟b/ 至步驟e/ ;
[0026] -相關(guān)點(diǎn)可以選自：打開(kāi)閥門(mén)的時(shí)刻、溫度或者壓力急劇變化的時(shí)刻、高壓壓縮機(jī) 或者低壓壓縮機(jī)達(dá)到某些條件時(shí)的時(shí)刻、起動(dòng)機(jī)的脫離時(shí)刻；
[0027]-曲線的特征點(diǎn)可以選自：拐點(diǎn)、局部極值、斜率的突變。
[0028] 這些點(diǎn)是曲線的特殊點(diǎn)，其能夠表征曲線的全局形狀，因?yàn)樵诟鞣N發(fā)動(dòng)機(jī)上的同 一運(yùn)行階段期間測(cè)量的同一參數(shù)的所有曲線都具有相同的全局形狀并且顯示相同的特征 點(diǎn)。
[0029]-輪廓圖還可以包括閾值并且特征點(diǎn)可以是連續(xù)的局部極值，該連續(xù)的局部極值 的縱坐標(biāo)差大于所述閾值；
[0030] 這給出下述可能性：通過(guò)僅保留實(shí)際上與周?chē)狞c(diǎn)不同的點(diǎn)而使待存儲(chǔ)的特征點(diǎn) 的數(shù)量最小化。
[0031]-模型可以是變量可選的廣義線性模型；
[0032] -該模型可以驗(yàn)證公式：t=AX
[0033] 其中，_t是待估算的所述相關(guān)點(diǎn)的橫坐標(biāo)，
[0034] -A是包含回歸系數(shù)的線矢量；
[0035] -X是列矢量，該列矢量的元素是所述特征點(diǎn)的橫坐標(biāo)以及所述特征點(diǎn)的橫坐標(biāo)的 變換。
[0036] 這樣的模型使得能夠僅根據(jù)特征點(diǎn)的橫坐標(biāo)來(lái)確定相關(guān)點(diǎn)的橫坐標(biāo)，而不需要大 量的計(jì)算。
[0037] -在根據(jù)第一方面的方法的實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)可以執(zhí)行：
[0038] 〇根據(jù)估算的相關(guān)點(diǎn)來(lái)估算具體指標(biāo)的步驟，所述具體指標(biāo)代表發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀 況；
[0039] 〇根據(jù)估算的具體指標(biāo)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行診斷的步驟；
[0040]〇將一次接一次飛行中估算的具體指標(biāo)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置中的步驟以及根據(jù)所存 儲(chǔ)的具體指標(biāo)隨時(shí)間的變化對(duì)所述發(fā)動(dòng)機(jī)