對曲線上用于檢測發(fā)動機異常的相關(guān)點進行估算的方法以及用于實施該方法的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明總體上涉及對發(fā)動機的運行狀況進行監(jiān)測的領(lǐng)域。
[0002] 更具體地，本發(fā)明涉及一種對曲線上用于檢測發(fā)動機異常的相關(guān)點進行估算的方 法并涉及用于實施該方法的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0003] 在航空領(lǐng)域中，能夠監(jiān)測航空發(fā)動機的運行狀況以便預(yù)測并計劃對該發(fā)動機的維 護操作很重要。發(fā)動機的運行狀況實際上可能隨時間而改變，適當?shù)谋O(jiān)測可以給出檢測操 作異常、監(jiān)測發(fā)動機的劣化以及提前計劃可能的維護操作的可能性。這尤其給出了避免航 班延誤、在劣化太顯著之前進行維修、相互對維修操作進行分組等的可能性。
[0004] 已經(jīng)開發(fā)出監(jiān)測工具，以便根據(jù)對發(fā)動機的狀況進行描述的物理參數(shù)的測量值來 識別使發(fā)動機的運行發(fā)生改變的異常。
[0005] 此外，已經(jīng)描述了一些方法，這些方法能夠監(jiān)測發(fā)動機的運行參數(shù)的測量值，計 算代表發(fā)動機的運行狀況的指標以及根據(jù)所述指標識別發(fā)動機的操作異常。申請人的 FR2939924和FR2942001專利中描述了這種方法的示例。這些指標是由發(fā)動機行為領(lǐng)域 的專家定義的。因此，對于檢測妨礙發(fā)動機啟動的異常，可以定義下述指標，這些指標例如 有啟動閥的打開時間，高壓壓縮機到達最大加速度的時間，第一啟動階段、第二啟動階段 和第三啟動階段的時刻tl、t3和t3,發(fā)動機的點火時間，啟動閥的關(guān)閉時間，廢氣的溫度 梯度或者發(fā)動機的停止時間。圖1示出了高壓壓縮機的速度隨時間的變化1、廢氣的溫度 EGT(ExhaustGasTemperature，廢氣溫度）隨時間的變化2、送往噴射器的燃料流率隨時間 的變化3以及壓力隨時間的變化4,以及持續(xù)時間tl、t3和t3。
[0006] 可以根據(jù)發(fā)動機的運行參數(shù)的測量曲線上的相關(guān)時刻來計算這些指標。這種相關(guān) 時刻是由專家標記在這些曲線上的。
[0007] 這些方法具有下述缺點：專家必須系統(tǒng)性參與來標記這種時刻，因此使得只要專 家還沒有進行這種標記，就必須存儲全部的這些測量曲線。
[0008] 為了克服這些缺點，開發(fā)出下述工具，這些工具給出了在不求助于專家的情況下 實現(xiàn)自動檢測這種相關(guān)時刻的可能性。這種工具的使用尤其給出了下述可能性：不再需要 長時間地存儲大量的數(shù)據(jù)，只要最后存儲從自動確定的相關(guān)時刻計算的指標就可以。
[0009] 其中的一些工具可以在工具的開發(fā)過程中從專家提供的對這種時刻的描述來特 別提取特定的相關(guān)時刻。然而，這樣的解決方案需要針對待檢測的每種類型的相關(guān)時刻來 開發(fā)不同的工具。這樣的解決方案還具有下述缺點：將以工具設(shè)計者能充分理解的方式來 準確描述相關(guān)時刻的特性的負擔強加給專家，以便使得工具設(shè)計者能夠以算法的形式重新 轉(zhuǎn)錄這些特性。
[0010] 為了擺脫這些限制，已經(jīng)開發(fā)出通用的工具，這些通用的工具給出了在不需要修 改工具并且不需要專家對相關(guān)時刻的特性做出任何詳細描述的情況下檢測任何類型的曲 線上的相關(guān)時刻的可能性。例如，現(xiàn)有的這種類型的工具可以基于模式識別。這些工具的 原理是在曲線上識別已知的特性形狀，該已知的特性形狀是通過待檢測的相關(guān)時刻附近的 曲線假定的，如圖2所示，圖2示出了當試圖在曲線上確定諸如形狀5的特性形狀的位置時 的情形。
[0011] 然而，用這種工具在曲線上檢測相關(guān)點的時間特別漫長。實際上，會覆蓋整個曲線 以便提取通過曲線局部假定的形狀6、7和8,然后將這些形狀與所尋找的形狀進行比較。此 外，必須以不同的尺度（scale)來進行這樣的分析以便在曲線中檢測到所尋找的形狀而不 管該形狀以何種尺度出現(xiàn)在曲線中。這樣的處理操作實施了大量的計算，降低了在曲線上 檢測相關(guān)點的速度。
[0012] 此外，這種工具都專注于檢測興趣點附近的特定形狀，而忽略了曲線的總體形狀 所負載的信息。
[0013] 因此，存在對能給出下述可能性的通用工具的需求：在不進行昂貴的多尺度分析 的情況下快速檢測曲線上的相關(guān)點，且同時考慮到整個所述曲線并且限制要存儲的數(shù)據(jù) 量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 因此，根據(jù)第一方面，本發(fā)明涉及一種對曲線上用來檢測發(fā)動機異常的相關(guān)點進 行估算的方法，所述曲線表示發(fā)動機的物理運行參數(shù)隨時間的變化，所述發(fā)動機的物理運 行參數(shù)是由所述發(fā)動機上的至少一個傳感器所測量的，
[0015] 由連接到第一存儲裝置的計算機來實施所述方法，
[0016] 所述第一存儲裝置存儲包括二進制代碼、模型和過濾器的至少一個輪廓圖，所述 二進制代碼的每個元素對至少一個學(xué)習(xí)曲線的兩個連續(xù)的特征點之間的變化方向進行編 碼，模型使得能夠從曲線的一組特征點來估算相關(guān)點，
[0017] 所述方法包括：
[0018] a/選擇所述第一存儲裝置中存儲的輪廓圖；
[0019] b/將所選擇的所述輪廓圖的過濾器應(yīng)用到所述曲線；
[0020] c/確定經(jīng)過濾的曲線的一組特征點和一組二進制代碼，該二進制代碼的每個元素 對屬于該組特征點的兩個連續(xù)的特征點的變化方向進行編碼；
[0021] d/將所確定的代碼與所選擇的輪廓圖的代碼進行比較；
[0022] e/依據(jù)所述比較，根據(jù)經(jīng)過濾的曲線的特征點以及根據(jù)所選擇的輪廓圖的所述模 型來估算所述曲線上的相關(guān)點。
[0023] 所述方法給出下述可能性：在不求助于專家的情況下實現(xiàn)了曲線上相關(guān)點的快速 確定，而不管相關(guān)點類型是什么。所述方法還給出下述可能性：考慮了曲線的整個形狀，同 時通過僅存儲該曲線的特征點而將待存儲的信息量減少到最少。
[0024] 根據(jù)其他優(yōu)勢和非限制性特征：
[0025] -如果所確定的代碼與所選擇的輪廓圖的代碼不同，那么可以選擇所述第一存儲 裝置中所存儲的新的輪廓圖并且所述計算機可以再次執(zhí)行根據(jù)第一方面的方法的步驟b/ 至步驟e/ ;
[0026] -相關(guān)點可以選自：打開閥門的時刻、溫度或者壓力急劇變化的時刻、高壓壓縮機 或者低壓壓縮機達到某些條件時的時刻、起動機的脫離時刻；
[0027]-曲線的特征點可以選自：拐點、局部極值、斜率的突變。
[0028] 這些點是曲線的特殊點，其能夠表征曲線的全局形狀，因為在各種發(fā)動機上的同 一運行階段期間測量的同一參數(shù)的所有曲線都具有相同的全局形狀并且顯示相同的特征 點。
[0029]-輪廓圖還可以包括閾值并且特征點可以是連續(xù)的局部極值，該連續(xù)的局部極值 的縱坐標差大于所述閾值；
[0030] 這給出下述可能性：通過僅保留實際上與周圍的點不同的點而使待存儲的特征點 的數(shù)量最小化。
[0031]-模型可以是變量可選的廣義線性模型；
[0032] -該模型可以驗證公式：t=AX
[0033] 其中，_t是待估算的所述相關(guān)點的橫坐標，
[0034] -A是包含回歸系數(shù)的線矢量；
[0035] -X是列矢量，該列矢量的元素是所述特征點的橫坐標以及所述特征點的橫坐標的 變換。
[0036] 這樣的模型使得能夠僅根據(jù)特征點的橫坐標來確定相關(guān)點的橫坐標，而不需要大 量的計算。
[0037] -在根據(jù)第一方面的方法的實施例中，計算機可以執(zhí)行：
[0038] 〇根據(jù)估算的相關(guān)點來估算具體指標的步驟，所述具體指標代表發(fā)動機的運行狀 況；
[0039] 〇根據(jù)估算的具體指標對發(fā)動機進行診斷的步驟；
[0040]〇將一次接一次飛行中估算的具體指標存儲在存儲裝置中的步驟以及根據(jù)所存 儲的具體指標隨時間的變化對所述發(fā)動機