一种基于先验知识的燃气轮机欠定气路故障诊断方法技术

一种基于先验知识的燃气轮机欠定气路故障诊断方法，属于燃气轮机故障诊断领域。现有的故障诊断方法无法对燃机故障进行精确部件诊断及定位。一种基于先验知识的燃气轮机欠定气路故障诊断方法，定义燃机气路部件的流量系数和效率系数；选取性能参数组成性能参数矩阵；选取测量参数组成测量参数矩阵；通过气路故障条件下性能参数间的约束关系构成的先验知识，将路故障条件下性能参数间的约束关系构成的先验知识融合进入惩罚系数的计算中，设置目标函数和惩罚适应度函数进行欠定气路故障诊断。本发明专利技术方法的诊断结果相比传统方法更为精确，且能够将气路故障隔离至气路部件。后期加入新的先验知识能进行更为精确的诊断，具有极强的扩展性。

A Fault Diagnosis Method for Underdetermined Gas Turbine Circuit Based on Prior Knowledge

A method of gas turbine underdetermined gas path fault diagnosis based on prior knowledge belongs to the field of gas turbine fault diagnosis. Existing fault diagnosis methods can not accurately diagnose and locate gas turbine faults. A prior knowledge-based fault diagnosis method for gas turbine underdetermined gas path is proposed, which defines the flow coefficient and efficiency coefficient of gas path components; chooses performance parameters to form performance parameter matrix; chooses measurement parameters to form measurement parameter matrix; and uses prior knowledge formed by the constraint relationship between performance parameters under the condition of gas path failure to constrain the relationship between performance parameters under the condition of road failure. The prior knowledge of the system is fused into the calculation of penalty coefficient, and the objective function and penalty fitness function are set to diagnose the underdetermined gas path fault. The diagnosis result of the method is more accurate than that of the traditional method, and can isolate the gas path fault to the gas path component. Adding new prior knowledge in the later stage can make more accurate diagnosis and has strong expansibility.

【技术实现步骤摘要】
一种基于先验知识的燃气轮机欠定气路故障诊断方法
本专利技术涉及一种燃气轮机故障诊断方法，特别涉及一种基于先验知识的燃气轮机欠定气路故障诊断方法。
技术介绍
燃气轮机自身精密且昂贵，而长时间处于高温高压的恶劣环境中，一旦出现故障就会对燃机的性能和安全造成严重影响。因此燃机故障诊断已由第二代的“预防维修”到根据燃机运行状态来进行可靠性分析。这样不仅可以监测和诊断燃机转态，还能提前给予适定的维护行动，因此它不仅提高了可行性，也最大限度地减少了维护成本。另一方面燃机长期处于极端条件下运行，极易发生故障，一旦发生燃机气路故障，轻则性能下降，影响可靠性和安全性，重则引发安全事故。因此燃机推广应用的迅猛势头和燃机气路故障的恶劣后果迫使对燃气轮机气路故障诊断进行理论和应用研究，具有重要意义。燃气轮机气路由于长期处于高温高压条件下工作，同时吸入的空气中有大量沙尘、矿物质等，内部油污、碎屑等对气路造成冲刷、腐蚀和结垢等影响，造成燃气轮机气路部件效率和流通能力退化。研究表明，气路故障占航空发动机总体故障的90％以上，相应的维护费用占总体维护费用的60％。燃气轮机气路故障诊断可以对燃机部件气路通流部分的运行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于先验知识的燃气轮机欠定气路故障诊断方法，其特征在于：所述方法通过以下步骤实现：步骤一、定义燃机气路部件的流量系数gi和效率系数ηi：流量系数gi：

【技术特征摘要】
1.一种基于先验知识的燃气轮机欠定气路故障诊断方法，其特征在于：所述方法通过以下步骤实现：步骤一、定义燃机气路部件的流量系数gi和效率系数ηi：流量系数gi：效率系数ηi：ηi＝ηi,ac/(ηi,ac)0式中：Gi表示燃机气路当前流量；G0表示燃机气路额定流量；wi表示气路部件流量；Ti表示部件入口温度；pi表示部件入口压力；ηi,ac表示部件效率；下标i表示某气路部件；下标0表示燃机健康基准工况；步骤二、选取性能参数：燃烧室效率ηBurner、压气机效率ηComp、压气机流量修正系数gComp、透平效率ηTurb和透平流量修正系数gTurb组成性能参数矩阵：步骤三、选取测量参数：压气机排气温度T2、压气机排气压力p2、透平排气温度T4和功率pe组成测量参数矩阵：步骤四、通过气路故障条件下性能参数间的约束关系构成的先验知识，将路故障条件下性能参数间的约束关系构成的先验知识融合进入惩罚系数的计算中，设置目标函数和惩罚适应度函数进行欠定气路故障诊断。2.根据权利要求1所述的一种基于先验知识的燃气轮机欠定气路故障诊断方法，其特征在于：将路故障条件下性能参数间的约束关系构成的先验知识融合进入惩罚系数的计算中，步骤四所述的设置目标函数和惩罚适应度函数的过程为，利用遗传算法进行设置目标函数和惩罚适应度函数的设置，具体为：步骤四一、令：δx1＝δηBurner，δx2＝δηComp，δx3＝δgComp，δx4＝δηTurb，δx5＝δgTurb以根据燃机气路故障的先验信息构建其目标函数；步骤四二、随机生成一组性能参数偏差量δxh；其中，xh是由燃机气路故障的先验信息x1，x2，...xi组成的矩阵，表示种群；i表示性能参数矩阵长度；步骤四三、设置目标函数M为：并判断性能参...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘金福，李佳佳，李兴朔，刘鑫，颜培刚，于达仁，张晓洁，张兴佳，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，南京遒涯信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23