发动机测试台的监控系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于发动机至少一个组件的测试台的监控方法和系统，包括：采集装置（7），在连续时刻采集对应于对测试台（3）和发动机组件（5）的组合（11）特定的内生和外生参数测量的时间信号包，处理装置（9），在所述连续时刻的每一时刻，使用早于所述时刻的时间信号包构造内生指标向量和相关联的外生指标向量，处理装置（9），识别所述外生指标向量的上下文分类，以及处理装置（9），使用至少一个异常检测器计算所述内生指标向量的风险概率，内生指标向量由识别所述相关联的外生指标向量的上下文分类进行调节，以诊断所述测试台和发动机组件组合（11）的状态。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及发动机测试台监控系统的领域。发动机可以是任意类型的并且它可被设计用于安装在陆地、海洋或航空运载工具上。本专利技术所披露的信息可应用于航空器发动机，尽管该实施例不是限制性的。现有技术发动机使用非常复杂的技术并且在测试台上系统地测试。在测试台上测试的过程中，使用大量的传感器监控发动机或发动机组件以及该测试台。发动机研发阶段的一些测试可能需要记录超过一千个测量，包括在至多100赫兹的低频率下的性能测量(例如压力，温度，仪表等)，在至多50千赫的高频率下的动态测量(例如加速度计的测量输出，麦克风等)以及一些描述测试过程的测量值或数据。目前，存在一种被称为SPC (统计过程控制)的控制系统，能够记录每个传感器(在不同的采集频率下)的测量并呈现实时的具有预警或安全阈值的测量图。然而，该SPC测试系统只是简单地收集监控测量并核实它们仍然处于两个安全阈值之间。由于不考虑测量环境的变化，SPC测试系统的安全阈值必须非常大。因此，对于这种系统来说检测到操作错误是非常困难的，并且它只是通过在非常严重的故障的情况下触发警告从而简单地保护测试台。然而，测试台操作员通常试图在极端的操作条件下测试发动机。这可能产生安全问题和破坏非常昂贵的测试台的重大风险，其可能导致发动机研发延误。本专利技术的目的是披露一种用于监控测试台的系统，该系统能够精确地和安全地监控在测试下的测试台和发动机或发动机组件的运转。
技术实现思路
本专利技术由一种用于至少一个发动机组件的测试台的监控系统所确定，包括:-采集装置，在连续时刻采集对应于对测试台和发动机组件的组合特定的内生和外生参数测量的时间信号包，-处理装置，在所述连续时刻的每一时刻，使用早于所述时刻的时间信号包构造内生指标向量和相关联的外生指标因子，-处理装置，识别所述外生指标向量的上下文分类，以及-处理装置，使用至少一个异常检测器，计算所述内生指标向量的风险概率，内生指标向量由识别所述相关外生指标向量的上下文分类进行调节，以产生所述测试台和发动机组件组合的状态的诊断。因此，该监控系统是一个自适应系统能够管理变化的和多上下文环境。该系统通过自动检测上下文变化适应变化的配置，使异常检测器能够根据所识别的上下文，对被监控的测量做出局部诊断。在测试台上使用异常检测器也有助于在使用它之前对其验证，例如在机载发动机上。有利地，该监控系统包括:-处理装置，在学习阶段从顺序的初始外生指标向量开始，构造上下文分类的集合，以及-处理装置，在执行阶段从新外生指标向量的输入开始，更新所述上下文分类的集口 ο因此，从上下文数据开始，系统学会执行对上下文的自动和非监控分类，以确定测试台和发动机组件组合的不同操作模式。这使得监控系统能够管理所有随机操作，其可被应用到在测试下的发动机或在测试下的发动机组件。有利地，通过检查是否新检测的外生指标向量属于先前构造的上下文分类，并且如果直到已经检测到适当数量的类似外生指标向量形成新的上下文分类时，才存在与新检测相对应的上下文分类，那么在数据库中记录新检测的外生指标向量，处理装置被配置成更新所述上下文分类的集合。因此，系统不断地再学习以改善上下文的非监控分类，以在一定时间之后达到稳定的和相当健全的分类。此外，处理装置被配置成更新所述上下文分类的集合，验证外生指标向量的新检测是否属于先前构造的上下文分类并在相应的上下文分类中记录至少一些所述的新检测。例如，这使得可能定期对每个分类做新的更新，为了考虑操作模式的缓慢改变以进一步改善对测试台和发动机组件组合的监控。有利地，通过计算所述外生指标向量相对于每个上下文分类的匹配值，处理装置被配置成识别外生指标向量的上下文分类。匹配值用于验证外生指标向量的新检测是否与已被用于学习的向量相似。因此，匹配值是关于外生指标向量是否属于上下文分类的可信和可量化的指标，其随时间流逝而迅速变得更加可靠。因此，当匹配值变得足够高时，监控系统可以开始做精确和相关的诊断。根据本专利技术的一个方面，处理装置被配置成使用似真最大化准则构造所述上下文分类的集合。该迭代准则可用于相当快地获得精确的上下文相关的分类。根据本专利技术的另一个方面，处理装置被配置成基于被应用到外生指标向量的最优化准则，选择合适数量的上下文分类。这用于确定分类的最优数量以获得操作模式的最优分类。有利地，监控系统包括:-缓冲存储器，对于每个内生或者外生参数来说，在早于所述时刻缓冲至少一个时间信号包，-处理装置，使得每个所述时间信号包根据至少一个范围以形成表示所述包的曲线，-处理装置，再采样所述代表性的曲线，以及-处理装置，压缩所述再采样的曲线以构造所述内生或者外生指标向量。因此，从测试台和发动机组件组合的数据流输出能够可靠地被转化为指标向量，其考虑了测量的局部和全部变化，从而产生对操作模式的非监控的，自适应和精确的分类。有利地，处理装置被配置成计算所述风险概率的质量值。然后，这可以通过可量化的方式被用于评估风险概率的相关性。根据第一实施例，异常检测器实施正态行为模型并通过似真计算生成常态测量(分数)。测试台和发动机的异常操作因此可被检测到。根据第二实施例，异常检测器实施轴承损坏检测模型。该第二检测器可以脱机工作，或者定期地，产生对测试台和发动机轴承的磨损和损坏的诊断。根据第三实施例，异常检测器实施间歇事件检测模型。该第三检测器能够在测试台和发动机内检测间歇振动事件的发生。有利地，监控系统包括监控装置，其中所述异常检测器被封装，所述监控装置被配置成启动所述异常检测器，获得每个所述异常检测器的输入数据，接收来自每个所述异常检测器的输出消息并管理与每个所述异常检测器的参数设置和标准选择相对应的实例。这使得能够对在不同时间被安装在测试台上的不同的异常检测器和不同的发动机或发动机组件进行简单和高效的管理。本专利技术还涉及一种管理系统，包括被连接到发动机测试台的控制系统，该控制系统被配置成控制测试台并记录存储装置内该测试台和的发动机的至少一个组件的数据输出，管理系统还包括根据任一前述特征的监控系统，所述监控系统通过控制系统被连接到测试台，该控制系统从测试台和发动机组件组合发送数据到其输出。这避免了对测试台操作的干扰。例如，控制系统可被配置在第一计算机中，并且监控系统可被配置在与第一计算机有距离的第二计算机上。本专利技术还涉及一种监控用于至少一个发动机组件的测试台的方法，包括以下步骤:-在连续时刻获取对应于对测试台和发动机组件组合特定的内生和外生参数测量的时间信号包，-在所述连续时刻的每一时刻，使用早于所述时刻的时间信号包以构造内生指标向量和相关外生指标向量，-识别所述外生指标向量的上下文分类，以及-使用至少一个异常检测器计算所述内生指标向量的风险概率，内生指标向量由识别所述相关联的所述外生指标向量的上下文分类进行调节，以产生所述测试台和发动机组件组合的状态的诊断。本专利技术也涉及一种计算机程序，包括用于实施当其由计算机执行时的根据权利要求的方法的代码指令。附图说明图1示意性地示出了根据本专利技术的用于至少一个发动机组件的测试台的监控系统；图2是根据本专利技术的一个特定实施例的流程图，示出了构造内生指标向量和相关外生指标向量的步骤；图3是根据本专利技术的一个特定实施例的流程图，示出了构造上下文分类集合的步骤；图4为示出了根据本专利技术的选择本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.10.11 FR 10582361.一种用于至少一个发动机组件的测试台的监控系统，其特征在于:它包括: -采集装置(7 )，在连续时刻采集对应于对测试台(3 )和发动机组件(5 )的组合(11)特定的内生和外生参数测量的时间信号包， -处理装置(9)，在所述连续时刻的每一时刻，使用早于所述时刻的时间信号包构造内生指标向量和相关联的外生指标因子， -处理装置(9)，识别所述外生指标向量的上下文分类，以及 -处理装置(9)，使用至少一个异常检测器计算所述内生指标向量的风险概率，内生指标向量由所述识别所述相关联的外生指标向量的上下文分类进行调节，以产生所述测试台和发动机组件组合(11)的状态的诊断。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于:它包括: -处理装置(9)，在学习阶段从顺序的初始外生指标向量开始，构造上下文分类的集合，以及 -处理装置(9)，在执行阶段从新外生指标向量的输入开始，更新所述上下文分类的集合。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于:通过检查外生指标向量的新检测是否属于先前构造的上下文分类，并且如果直到已经检测到适当数量的类似外生指标向量以形成新的上下文分类时，才存在与新检测相对应的上下文分类，那么在数据库(10)中记录新检测的外生指标向量，处理装置(9)被配置成更新所述上下文分类的集合。4.根据权利要求2或3所述的系统，其特征在于:处理装置(9)被配置成更新所述上下文分类的集合，这是通过验证外生指标向量的新检测是否属于先前构造的上下文分类并在相应的上下文分类中记录至少一些所述的新检测。5.根据权利要求2到4任一所述的系统，其特征在于:通过计算所述外生指标向量相对于每个上下文分类的匹配值，处理装置(9)被配置成识别外生指标向量的上下文分类。6.根据权利要求2到5任一所述的系统，其特征在于:处理装置(9)被配置成使用似真最大化准则构造所述上下文分类的集合。7.根据权利要求2到6任一所述的系统，其特征在于:处理装置(9)被配置成基于被应用到外生指标向量的最优化准则，选择合适数量的上下文分类。8.根据权利要求1到7任一所述的系统，其特征在于:它包括: -缓冲储存器...

【专利技术属性】
技术研发人员：瓦莱里奥·盖尔兹，杰罗姆·亨利·诺尔·拉凯，
申请(专利权)人：斯奈克玛，
类型：
国别省市：