一种航空发动机气路部件故障检测方法与流程

技术特征：
1.一种航空发动机气路部件故障检测方法，其特征在于：首先针对航空发动机各个指定气路部件，分别设置用于指定参数测量的各个传感器；然后将各个指定气路部件按其所在工作区域进行划分获得各个工作区域组，接着设置分别与各个工作区域组相一一对应的局部滤波器，各个工作区域组中各指定气路部件上设置的各个传感器分别与所在工作区域组对应的局部滤波器相连接；最后设置与各个局部滤波器相连接的主滤波器；所述故障检测方法包括如下步骤：步骤001.初始化k＝0，并预设第k时刻航空发动机各个指定气路部件的工作效率变化系数集合X全局，k、第k时刻航空发动机各个指定气路部件工作效率变化系数对应的协方差阵集合P全局，k，以及航空发动机系统噪声协方差阵Q全局；通过如下公式：Xi，k＝X全局，k；将上述三组预设量平均分配至各个局部滤波器中，使得各个局部滤波器分别获得其在第k时刻所获系统各个指定气路部件的工作效率变化系数集合Xi，k、其在第k时刻的局部滤波器协方差阵集合Pi，k，以及其对应的航空发动机系统噪声协方差阵Q，并进入步骤002；其中，i＝{1、…、I}，I表示局部滤波器的个数；Pi，k表示第i个局部滤波器在第k时刻所获系统各个指定气路部件工作效率变化系数，分别相对于该局部滤波器自第0时刻起至第k时刻所有时刻所获对应指定气路部件工作效率变化系数的协方差，所构成第i个局部滤波器第k时刻的局部滤波器协方差阵集合；步骤002.分别针对各个局部滤波器，局部滤波器根据第k时刻所获其对应工作区域组中各指定气路部件上各传感器的检测结果、该局部滤波器第k时刻所获系统各个指定气路部件的工作效率变化系数集合Xi，k、该局部滤波器第k时刻的局部滤波器协方差阵集合Pi，k,以及局部滤波器对应的航空发动机系统噪声协方差阵Q，计算获得该局部滤波器第k+1时刻系统各个指定气路部件的初级工作效率变化系数集合X′i，k+1；接着，该局部滤波器获得其在第k+1时刻所获系统各个指定气路部件初级工作效率变化系数，分别相对于该局部滤波器自第0时刻起至第k+1时刻所有时刻所获对应指定气路部件初级工作效率变化系数的初级协方差，构成该局部滤波器第k+1时刻的局部滤波器初级协方差阵集合P′i，k+1，并进入步骤003；步骤003.分别针对各个局部滤波器，获得局部滤波器在第k+1时刻所获系统各个指定气路部件的初级工作效率变化系数，分别相对于所有局部滤波器在第k+1时刻所获对应系统指定气路部件的初级工作效率变化系数的协方差，构成该局部滤波器第k+1时刻的全局滤波器协方差阵集合hi,k+1，并进入步骤004；步骤004.分别针对各个局部滤波器第k+1时刻的全局滤波器协方差阵集合hi,k+1，判断是否大于1，是则判定该全局滤波器协方差阵集合hi,k+1所对应的局部滤波器有故障，针对该局部滤波器进行隔离；否则判定该全局滤波器协方差阵集合hi所对应的局部滤波器无故障；当执行完所有局部滤波器后，进入步骤005；其中，T表示全局滤波器协方差阵集合的预设阈值；步骤005.各个无故障的局部滤波器分别将其所获X′i，k+1和P′i,k+1，以及其对应的航空发动机系统噪声协方差阵Q上传至主滤波器中，主滤波器针对来自各个无故障局部滤波器的信息进行信息融合，分别获得第k+1时刻航空发动机各个指定气路部件的工作效率变化系数集合X全局，k+1、第k+1时刻航空发动机各个指定气路部件工作效率变化系数对应的协方差阵集合P全局，k+1，以及航空发动机系统噪声协方差阵Q全局，并进入步骤006；步骤006.主滤波器将X全局，k+1、P全局，k+1和Q全局平均分配至各个无故障局部滤波器中，各个无故障局部滤波器分别获得第k+1时刻系统各个指定气路部件的工作效率变化系数集合Xi，k+1、第k+1时刻的局部滤波器协方差阵集合Pi，k+1，以及局部滤波器所对应的航空发动机系统噪声协方差阵Q；然后分别针对各个无故障局部滤波器，比较无故障局部滤波器所对应系统各个指定气路部件上一时刻的工作效率变化系数与当前时刻的工作效率变化系数，实现针对系统各个指定气路部件的故障检测，并进入步骤007；步骤007.将k+1的值赋予k，并返回步骤002。2.根据权利要求1所述一种航空发动机气路部件故障检测方法，其特征在于：所述步骤002具体包括如下步骤：步骤00201.获得第k时刻各个指定气路部件上所设各个传感器检测指定参数的检测结果，并分别上传至传感器所在工作区域组对应的局部传感器当中；同时，各个局部滤波器分别根据所对应的航空发动机系统噪声协方差阵Q，分别获得各个局部滤波器所对应的航空发动机系统噪声w；并且各个局部滤波器分别获其在第k时刻所对应的测量噪声vi,k；并进入步骤00202；步骤00202.分别针对各个局部滤波器，局部滤波器根据第k时刻所获其对应工作区域组中各指定气路部件上各传感器的检测结果、该局部滤波器第k时刻所获系统各个指定气路部件的工作效率变化系数集合Xi，k、该局部滤波器第k时刻的局部滤波器协方差阵集合Pi，k、第k时刻的航空发动机控制量uk、该局部滤波器在第k时刻所对应的测量噪声vi,k，以及局部滤波器所对应的航空发动机系统噪声w，采用扩展卡尔曼滤波方法，通过发动机非线性数学模型，计算获得该局部滤波器所对应工作区域组中各指定气路部件的初级工作效率变化系数，并通过航空发动机部件间的全局性，获得其余工作区域组中各个指定气路部件的初级工作变化系数，共同构成该局部滤波器所获第k+1时刻系统各个指定气路部件的初级工作效率变化系数集合X′i，k+1；接着，该局部滤波器获得其在第k+1时刻所获系统各个指定气路部件初级工作效率变化系数，分别相对于该局部滤波器自第0时刻起至第k+1时刻所有时刻所获对应指定气路部件初级工作效率变化系数的初级协方差，构成该局部滤波器第k+1时刻的局部滤波器初级协方差阵集合P′i，k+1。3.根据权利要求2所述一种航空发动机气路部件故障检测方法，其特征在于：所述步骤00202中，所述航空发动机控制量为所述航空发动机的主燃烧室供油量和尾喷管截面积。4.根据权利要求1所述一种航空发动机气路部件故障检测方法，其特征在于：所述步骤005中，主滤波器针对来自各个无故障局部滤波器的信息，分别通过如下公式进行信息融合，分别获得第k+1时刻航空发动机各个指定气路部件的工作效率变化系数集合X全局，k+1、第k+1时刻航空发动机各个指定气路部件工作效率变化系数对应的协方差阵集合P全局，k+1，以及航空发动机系统噪声协方差阵Q全局。5.根据权利要求1所述一种航空发动机气路部件故障检测方法，其特征在于：所述步骤006中，主滤波器将X全局，k+1、P全局，k+1和Q全局，通过如下公式：Xi，k+1＝X全局，k+1；平均分配至各个无故障局部滤波器中，各个无故障局部滤波器分别获得第k+1时刻系统各个指定气路部件的工作效率变化系数集合Xi，k+1、第k+1时刻的局部滤波器协方差阵集合Pi，k+1，以及局部滤波器所对应的航空发动机系统噪声协方差阵Q。