基于层次SDG的航空发动机故障诊断方法研究

论文摘要

航空发动机排故过程十分复杂,航空公司在排故过程中,常常会遇到一些未预知的的故障,对于这些故障有时如果不对系统进行彻底理解就无法诊断求解。针对这种情况,基于符号有向图(Signed Directed Graph,SDG)的深层知识模型能够表达复杂的因果关系,具有包容大规模潜在信息的能力,能够针对航空发动机结构复杂故障原因多的特点具体的解决问题。为了充分利用SDG的这些优点,本文在前人研究SDG故障诊断的基础上,详细研究了如何对航空发动机建立整体SDG模型,并将SDG模型用于发动机的故障诊断。本文提出了基于层次的SDG建模方法,具体分析了发动机燃油调节系统的SDG建模过程,进而基于层次SDG方法建立了整台发动机的SDG模型。为了提高SDG在故障诊断过程中的诊断速度,我们采用了将SDG方法和专家系统相结合的思想,给出了由SDG产生诊断规则的方法,并具体分析了专家系统的知识表示方法、推理机的实现,并制定具体的推理策略。最后实现了SDG故障诊断专家系统原型的开发。我们将航空公司燃调系统的故障实例数据放到本专家系统中进行验证,结果显示以上述研究为基础所开发的SDG故障诊断专家系统能够较好地识别发动机的故障情况,准确定位故障源。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 图表清单
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景和问题的提出
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 航空发动机故障诊断方法简介
• 1.3.1 基于动态数学模型的方法
• 1.3.2 基于信号处理的方法
• 1.3.3 智能故障诊断分析技术
• 1.4 SDG 的发展与应用
• 1.5 本文的主要研究内容与结构安排
• 第二章 SDG 建模的理论基础
• 2.1 图的基本概念
• 2.2 SDG 的基本概念
• 2.3 SDG 推理机制
• 2.4 SDG 建模方法
• 2.4.1 基于数学模型的建模方法
• 2.4.2 基于流程图的建模方法
• 2.4.3 基于经验知识的方法
• 2.4.4 三种建模方法的比较
• 2.5 本章小结
• 第三章 基于层次的SDG 航空发动机建模
• 3.1 基于知识经验方法建SDG 模型步骤
• 3.2 层次SDG 建模概念
• 3.3 燃调系统SDG 建模
• 3.3.1 燃调系统简介
• 3.3.2 燃调系统原理分析
• 3.3.3 燃调系统SDG 建模
• 3.4 发动机整体SDG 建模
• 3.5 本章小结
• 第四章 基于层次SDG 的故障诊断专家系统设计
• 4.1 专家系统简介
• 4.2 专家系统结构
• 4.3 SDG 故障诊断专家系统
• 4.3.1 SDG 专家系统规则的提取
• 4.3.2 SDG 专家系统推理机
• 4.3.3 SDG 专家系统图形的表示方法
• 4.3.4 专家系统中两种搜索算法
• 4.3.5 推理策略
• 4.4 SDG 故障诊断实例
• 4.4.1 燃调系统SDG 诊断实例一
• 4.4.2 燃调系统SDG 诊断实例二
• 4.5 本章小结
• 第五章 软件系统设计
• 5.1 系统开发环境
• 5.1.1 VS2005 平台简介
• 5.1.2 C# 语言简介
• 5.1.3 SQL Server 2000 简介
• 5.2 系统具体实现
• 5.2.1 需求分析
• 5.2.2 系统主要功能介绍
• 5.2.3 二维矢量图形绘图基本方法
• 5.2.4 系统人机交互界面的绘制
• 5.2.5 数据库的设计
• 5.2.6 应用程序开发与实例
• 5.3 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文