【技术实现步骤摘要】
一种机电产品传感器优化配置方法
[0001]本专利技术涉及产品布局配置领域，具体涉及一种机电产品传感器优化配置方法。
技术介绍
[0002]综合的故障诊断、预测与健康管理已成为飞机逐步采用的一项先进技术，信息的准确获取是PHM系统功能实现的基础，而信号的获取离不开传感器，因此，合理的传感器选择、布局对机电产品信息的准确获取起着重要作用。
[0003]现有的航空机电产品由于安装位置与系统复杂度的限制，传感器布置较少，无法做到产品的状态感知，随着对航空机电产品视情维护的关注度提升，为掌握故障演化规律，系统逐步要求对机电产品加装传感器进行状态监控。传感器种类、功能、特点多样，一般而言，设计人员会对产品进行故障模式及影响性分析，提供了对被监测对象所有故障模式进行监测的传感器集合。但是，并不是所有传感器都是必要的，对于故障检测而言，同一种故障可以通过不同的监测参数进行表征，它们存在信号的冗余，对故障诊断和预测的作用也存在差异。此外，若系统中采用大量的传感器对关键的参量进行实时监测，由于设备结构特点的限制，传感器的安装和布局方式...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种机电产品传感器优化配置方法，其特征在于，所述机电产品包括一个或多个传感器，所述传感器用于对所述机电产品进行状态监控，所述方法包括：步骤10：通过分析机电产品的故障模式和故障机理，获得不同传感器集合与故障模式集合的对应关系，构建故障模式与传感器关系矩阵；步骤20：构建传感器配置优化模型，所述传感器配置优化模型包括传感器优化目标模型和传感器优化约束模型；步骤30：基于离散多目标粒子群算法对传感器配置优化模型求解，获得最优的传感器集合作为所述机电产品的传感器配置。2.根据权利要求1所述的机电产品传感器优化配置方法，其特征在于，所述步骤10还包括：所述故障模式与传感器关系矩阵为m行n列的矩阵，矩阵D的行表示系统的m种故障模式，矩阵D的列表示所述机电产品的n种传感器，取值为0或1，表示能检测到，表示无法检测到。3.根据权利要求2所述的机电产品传感器优化配置方法，其特征在于，所述传感器优化目标模型要求传感器集合中的传感器数量最少、传感器成本最低和传感器故障概率最小，所述传感器优化目标模型包括：传感器数量最少：，其中为第j种传感器的数量；传感器成本最低：，其中为第j种传感器的成本；传感器故障概率最小：，其中为第j种传感器的故障概率。4.根据权利要求3所述的机电产品传感器优化配置方法，其特征在于，所述传感器优化约束模型要求传感器集合满足故障覆盖能力、故障检测率、故障隔离率和故障虚警率的预设条件；所述传感器优化约束模型包括：故障覆盖能力：对于任一种故障，至少保证有一种传感器能对其进行检测，即；故障检测率：能正确检测到的故障模式的总概率与所故障模式的总概率之比，即，其中，为故障模式发生的概率，为修正后的传感器检测能力，；故障隔离率：能正确隔离到部件级故障的概率与检测到的故障模式的总概率之比，即
，其中，I为可进行故障隔离的元部件故障模式集合；故障虚警率：诊断产生的虚警故障数目与检测出的故障总数之比，即。5.根据权利要求4所述的机电产品传感器优化配置方法，其特征在于，所述步骤30包括：步骤301：初始化离散多目标粒子群算法中的计算参数，包括种群规模N，传感器种类数n，学习因子、，惯性权重参数、，外部存档空间大小O，变异程度u，最大迭代次数M，设置约束目标参数；步骤302：根据种群规模N，传感器种类数n，采用混沌初始化策略，产生一个维初始矩阵，并进行离散化，用于初始化种群中个体位置，随机初始化个体速度，得到初始种群，其中，个体速度表示个体位置取1或0的概率，个体位置为1表示该位置安装传感器，为0表示该位置未安装传感器，设置初始迭代次数；步骤303：根据传感器优化目标模型计算中每个个体的适应度值，根据个体最优策略选取种群的个体极值，根据全局最优策略选取的群体极值；步骤304：根据自适应策略调整离散多目标粒子群算法的惯性权重，然后更新种群中个体速度和位置进行更新；步骤305：根据变异策略，对中个体以一定概率进行变异操作改变粒子位置，根据优化目标函数计算变异后中每个个体的适应度值；步骤306：根据传感器优化约束模型，修改种群的适应度值；步骤307：对外部存档进行更新，并采用...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈丽君，郭文军，王小平，张自来，宋李新，潘俊，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司金城南京机电液压工程研究中心，
类型：发明
国别省市：
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