一种解决模糊性和不确定性的可信航空设备故障诊断方法技术

本发明专利技术公开了一种解决模糊性和不确定性的可信航空设备故障诊断方法，包括以下步骤：步骤一、航空设备故障关系构建：对航空设备各指标进行分析，构建合理的故障关系；步骤二、等价关系建立：模糊故障树分析与区间置信规则库等价关系的建立；本发明专利技术一是对航空设备的相关属性进行研究，构建故障事件之间的逻辑关系；二是通过FFTA辅助后构建的IBRB模型避免一定组合规则爆炸问题；三是IP‑CMA‑ES优化算法对模型的可解释性进行支撑，使航空设备的故障诊断结果可信。利用贝叶斯网络作为FFTA和IBRB之间转换桥梁，实现存在模糊性和不确定性情况下的故障诊断，同时，利用带有可解释性约束的优化算法，保证了诊断结果是可信的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及航空，具体为一种解决模糊性和不确定性的可信航空设备故障诊断方法。

技术介绍

1、对航空设备进行故障诊断具有现实意义，它不仅可以确保航空器的安全和可靠运行，还可以通过检测、分析和诊断故障，及时发现并修复可能对航空器运行造成影响的问题。

2、目前，针对航空设备的故障诊断进行了研究，可以分为黑盒模型、白盒模型和灰盒模型三类，黑盒模型通过观察设备在不同输入条件下的输出来判断是否存在故障，long等人提出了一种针对飞机燃料系统的多层神经网络模型，通过建立故障树(fault treeanalysis,fta)设计了合适的推理策略，验证了该方法在飞机燃油故障诊断中的指导意义，白盒模型是一种基于设备的内部结构和工作原理进行故障诊断的方法，其内部结构和参数可完全被理解和解释，yang等人将fta应用于箭载记录仪的可靠性分析，对于掌握箭载微机电系统故障诊断的经验具有重要意义，然而，黑盒模型的可解释性较差，白盒模型存在对数据要求较高、需要领域专业知识等问题，而灰盒模型是介于黑盒、白盒模型之间的故障诊断方法，既利用了设备的外部观测数据，也融入部分内部信息本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种解决模糊性和不确定性的可信航空设备故障诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种解决模糊性和不确定性的可信航空设备故障诊断方法，其特征在于：所述步骤二中关系建立具体为获取的故障关系构建模糊故障树，以贝叶斯网络为转换空间，辅助专家知识建立与IBRB的等价关系。

3.根据权利要求1所述的一种解决模糊性和不确定性的可信航空设备故障诊断方法，其特征在于：所述步骤三中故障诊断模型建立具体为成功构建合理的转换规则，对航空设备的故障诊断模型进行初步建模。

4.根据权利要求1所述的一种解决模糊性和不确定性的可信航空设备故障诊断方法，其特...

【技术特征摘要】

1.一种解决模糊性和不确定性的可信航空设备故障诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种解决模糊性和不确定性的可信航空设备故障诊断方法，其特征在于：所述步骤二中关系建立具体为获取的故障关系构建模糊故障树，以贝叶斯网络为转换空间，辅助专家知识建立与ibrb的等价关系。

3.根据权利要求1所述的一种解决模糊性和不确定性的可信航空设备故障诊断方法，其特征在于：所述步骤三中故障诊断模型建立具体为成功构建合理的转换规则，对航空设备的故障诊断模型进行初步建模。

4.根据权利要求1所述的一种解决模糊性和不确定性的可信航空设备故障诊断方法，其特征在于：所述步骤四中模型优化具体为对初始模型的参数进行优化，为同时支撑优化过程中模型的可解释性和高精度，采用ip-cma-es对置信度、规则权重、规则可靠度这三个模型参数进行优化。

5.根据权利要求1所述的一种解决模糊性和不确定性的可信航空设备故障诊断方法，其特征在于：所述步骤五中故障诊断具体为通过证据推理(evidential reasoning,er)对置信度、证据权重、证据可靠度进行处理，得到航空设备的故障诊断结果，并通过最终的置信分布展示诊断结果。

6.根据权利要求2所述的一种解决模糊性和不确定性的可信航空设备故障诊断方法，其特征在于：所述步骤二中要注意ibrb和贝叶斯网络的等价转换证明，当事件相互独立时，ibrb的置信度和贝叶斯网络的条件概率是等价的，他们的关系表示如下：hab表示在证据为第a个假设ξa成立情况下第b个检测结果eb预期发生的概率，即γab表示检测结果eb指向假设ξa的置信度，并且ψ表示一组故障诊断的命题，hψ,b表示在命题ψ下第b个检测结果eb的广义似然，并且γψ,b表示检测结果eb指向命题ψ的置信度，并且

7.根据权利要求2所述的一种解决模糊性和不确定性的可信航空设备故障诊断方法，其特征在于：所述步骤二中在ffta在不同逻辑门下和贝叶斯网络进行转换时，需要区分转换方法，首先，确定如下的逻辑门描述如下，p(t)＝logicg(p(b1),...,p(bn))，其中，p(·)表示ffta对应的条件概率，p(t)表示ffta中顶事件的发生概率，logicg(·)表示ffta中的逻辑门，p(b1),...,p(bn)表示ffta中第i个基本事件的失效概率，则贝叶斯网络中结点的条件概率在“与”门、“或”门之间的转换表达式分别如下所述，上式中ui表示ffta中的第i个基本事件的参考值，g表示故障诊断结果。

8.根据权利要求2所述的一种解决模糊性和不确定性的可信航空设备故障诊断方法，其特征在于：所述步骤二中，ibrb在不同逻辑门下的激活规则可靠性应当有所区分，在“与”门、“或”门下的激活规则可靠性分别如下：其中，α为激活规则可靠性，与置信因子χ和指标可靠度δ有关，m是指标的个数。

9.根据权利要求3所述的一种解决模糊性和不确定性...

【专利技术属性】
技术研发人员：张广玲，龙明仙，马宁，颚继娜，贺维，曹友，
申请(专利权)人：哈尔滨师范大学，
类型：发明
国别省市：