用波利形匹配的航空发动机点火系统故障诊断方法及系统

1.一种利用波形匹配的航空发动机点火系统故障诊断方法，其特征在于，包括按顺序进行以下步骤：
(1)求出被测波形的形态模式特征对故障特征库集合中的N个波形进行识别预选，其中，N是大于等于1的整数；
(2)符合筛选特征要求的用互相关算法、平均绝对差算法和平均方差算法进行相关识别计算，最后决定类属；
(3)利用平均波幅差作为阈值，在全集合内的匹配计算时，凡落在阈值范围之外的基准波形类别均抛弃，从而缩小搜索范围，达到信息压缩之目的；
(4)两级信息压缩加速匹配计算，第一级信息压缩以筛选阈值，进行预处理，第二级信息压缩用筛选特征向量进行预处理。
2.根据权利要求1所述的利用波形匹配的航空发动机点火系统故障诊断方法，其特征在于，步骤1所述的识别预选是：设f(t)为输入波形，根据采样定理将该输入波形离散化，得到序列：
{f(tj)}＝{f(t0)，f(t1)，L，f(tp-1)}，j＝0，1，2，L，p-1
设为F＝{Fi(t)}，i＝1，2，L，N为已知基准波形集合，其中Fi(t)离散化为{Fi(tj)}＝{Fi(t0)，Fi(t1)，L，Fi(tp-1)}，j＝1，2，L，p-1
识别输入波形f(t)实质上是将波形f(t)作为一个模板对F集合中之元素一一进行匹配计算，找出与了f(t)相关程度最高者，即为f(t)与之同属一类。
3.根据权利要求1所述的利用波形匹配的航空发动机点火系统故障诊断方法，其特征在于，步骤2所述的互相关算法采用下述公式计算：
其中是Kf(t)，Fi(t)的f(t)和Fi(t)协方差。σ[f(t)]是f(t)与Fi(t)的协方差。t是f(t)与Fi(t)的协方差。 分别是f(t)和Fi(t)的平均值。
4.根据权利要求1所述的利用波形匹配的航空发动机点火系统故障诊断方法，其特征在于，步骤2所述的平均绝对差采用如下公式计算：
所述的平均方差采用如下公式计算：
判断准则是：如果Gi＝max[Gj]，j∈I，则f(t)@Fi(t)。如果G′i＝min[G′j]，j∈I，则f(t)@Fi(t)。如果G″i＝min[G″j]，j∈I，则f(t)@Fi(t)。这里I＝{1，2，L，N}，@表示同类。
5.根据权利要求1所述的利用波形匹配的航空发动机点火系统故障诊断方法，其特征在于，步骤3所述的阈值的计算选取方法为：
设f(t)是F中的某类波形，按一定误差模型迭加而生成的，而这些误差模型是已知的，因之，f(t)是F中的某个类别，
这样，由基准波形集合F，通过计算，得到符合误差模型的与之成为映射关系的待识别波形集合R，
设集合F为
F＝(F1，F2，L，Fi，L，Fn)
经过对Fi的K种误差迭加后，得到一一对应的拟待识别波形矩阵R
R＝(f1，f2，L，fi，L，fn)
ER＝(Ef1，Ef2，L，Efi，L，Efn)
EF＝(EF1，EF2，L，EFi，L，EFn)
式中，fi--由Fi按已知误差模型生成的“拟待识别”波形
-已知波型波幅均值
-“拟待识别”波形波幅均值
E＝EF-ER＝(E1，E2，L，Ei，L，En)
式中：Ei是Fi与I的i平均波幅值。令H0＝max(Ei)，则H0为所选的阈值。
6.根据权利要求1所述的利用波形匹配的航空发动机点火系统故障诊断方法，其特征在于，步骤4所述的两级信息压缩加速匹配计算，具体如下：
*
首先用算子H 作用于F集合求出筛选特征向量
i＝1，2，L，r
并计算出H0，
第一级信息压缩：以筛选阈值H0，进行预处理，若 则抛掉波形Fi(t)，
因为两平均幅值相差太大。若 则转入第二级信息压缩，所述第二级信息压缩：用筛选特征向量 进行预处理，若 则进行步骤2中所述的相关计算， 则抛弃波形Fi(t)，继续对Fi+1(t)重复上述筛选过程。
7.一种采用权利要求1所述的方法的航空发动机点火系统的测试与诊断系统，其特征在于，包括有依次串接的被测点火信号1，高压传感器2，信号调理电路3，数据采集卡4和PC机5，其中，
所述的被测点火信号1与高压传感器2相连，从点火电嘴处获得的高压点火波形；
高压传感器2与信号调理电路3相连，将从点火电嘴输出的25kV的高压电变成10V以内的低压电；
信号调理电路3与数据采集卡4相连，把高压传感器2输出信号进行整形、转换、滤波处理，变成标准信号；
数据采集卡4与PC机5相连，进行AD转换，把模拟信号变成数字信号，输入PC机中，以便进行数据处理；
PC机5对采集到的点火信号进行显示和数据处理得出故障诊断结论。

暂无