本技術(shù)涉及發(fā)動機，尤其涉及一種基于工況畫像的發(fā)動機故障診斷優(yōu)化方法及相關(guān)裝置。

背景技術(shù)：

1、目前，發(fā)動機的故障診斷，通常采用現(xiàn)有路譜數(shù)據(jù)和積累的經(jīng)驗，對發(fā)動機進(jìn)行故障的診斷預(yù)測。

2、對于發(fā)動機的零部件，在預(yù)測到可能存在故障時更換或保養(yǎng)。但實際應(yīng)用中，因運行工況的不同，實際零部件的壽命和保養(yǎng)周期是可以延長的。為此，通常是由工程師預(yù)先標(biāo)定多種工況下的故障診斷策略和診斷支撐參數(shù)。

3、但是，發(fā)動機實際應(yīng)用中，工況是千變?nèi)f化的，即使工程師預(yù)先標(biāo)定了多個版本的故障診斷策略和診斷支撐參數(shù)，仍然存在某種工況下無法使得發(fā)動機零部件的壽命和保養(yǎng)周期延長。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、鑒于上述問題，本技術(shù)提供了一種基于工況畫像的發(fā)動機故障診斷優(yōu)化方法及相關(guān)裝置，以使得發(fā)動機在故障報警之前的使用時長被延長。具體方案如下：

2、本技術(shù)第一方面提供一種基于工況畫像的發(fā)動機故障診斷優(yōu)化方法，所述方法包括：

3、獲得發(fā)動機的運行參數(shù)，所述運行參數(shù)至少包含多項工況參數(shù)；

4、根據(jù)所述運行參數(shù)，獲得所述發(fā)動機的當(dāng)前工況畫像；

5、利用診斷預(yù)測模型，對所述當(dāng)前工況畫像和初始數(shù)據(jù)版本進(jìn)行處理，以得到所述當(dāng)前工況畫像對應(yīng)的目標(biāo)數(shù)據(jù)版本；所述目標(biāo)數(shù)據(jù)版本包括：故障診斷策略和所述故障診斷策略對應(yīng)的診斷支撐參數(shù)；

6、其中，所述診斷預(yù)測模型利用訓(xùn)練樣本進(jìn)行訓(xùn)練得到，所述訓(xùn)練樣本利用典型工況庫獲得，所述典型工況庫包含多個典型工況畫像；

7、將所述目標(biāo)數(shù)據(jù)版本發(fā)送給所述發(fā)動機的控制器，由所述控制器按照所述診斷支撐參數(shù)執(zhí)行所述故障診斷策略，以使得所述發(fā)動機在故障報警之前的使用時長被延長。

8、在一種可能的實現(xiàn)中，所述診斷預(yù)測模型包括：故障等級分類模型、風(fēng)險分類模型、故障策略池和數(shù)據(jù)優(yōu)化模型；所述故障策略池包含至少一個策略參數(shù)組，所述策略參數(shù)組至少包含故障級別參數(shù)、發(fā)生度參數(shù)和風(fēng)險度參數(shù)；

9、其中，利用診斷預(yù)測模型，根據(jù)所述當(dāng)前工況畫像和初始數(shù)據(jù)版本進(jìn)行處理，以得到所述當(dāng)前工況畫像對應(yīng)的目標(biāo)數(shù)據(jù)版本，包括：

10、根據(jù)所述當(dāng)前工況畫像，在數(shù)據(jù)版本庫中，獲得目標(biāo)工況畫像和初始數(shù)據(jù)版本；

11、其中，所述數(shù)據(jù)版本庫包含至少一個典型工況畫像，每個所述典型工況畫像對應(yīng)有優(yōu)化數(shù)據(jù)版本；所述目標(biāo)工況畫像與所述當(dāng)前工況畫像滿足匹配條件；所述初始數(shù)據(jù)版本為所述目標(biāo)工況畫像對應(yīng)的優(yōu)化數(shù)據(jù)版本；

12、利用所述故障等級分類模型，獲得所述目標(biāo)工況畫像對應(yīng)的當(dāng)前故障級別；所述當(dāng)前故障級別表征所述發(fā)動機出現(xiàn)的故障的危險程度；

13、利用所述風(fēng)險分類模型，獲得所述目標(biāo)工況畫像對應(yīng)的當(dāng)前發(fā)生度和當(dāng)前風(fēng)險度；所述當(dāng)前發(fā)生度表征所述發(fā)動機出現(xiàn)故障的頻度，所述當(dāng)前風(fēng)險度表征所述發(fā)動機出現(xiàn)的故障的風(fēng)險程度；

14、按照所述目標(biāo)工況畫像對應(yīng)的當(dāng)前故障級別、當(dāng)前發(fā)生度和當(dāng)前風(fēng)險度，在所述故障策略池中，篩選出匹配所述當(dāng)前工況畫像的目標(biāo)參數(shù)，所述目標(biāo)參數(shù)包括目標(biāo)故障級別、目標(biāo)發(fā)生度和目標(biāo)風(fēng)險度；

15、將所述目標(biāo)故障級別、所述目標(biāo)發(fā)生度、所述目標(biāo)風(fēng)險度、所述當(dāng)前工況畫像和初始數(shù)據(jù)版本輸入到所述數(shù)據(jù)優(yōu)化模型，以得到所述數(shù)據(jù)優(yōu)化模型輸出的所述當(dāng)前工況畫像對應(yīng)的目標(biāo)數(shù)據(jù)版本。

16、在一種可能的實現(xiàn)中，所述診斷預(yù)測模型包括：故障等級分類模型、風(fēng)險分類模型、故障策略池和控制仿真系統(tǒng)；所述故障策略池包含至少一個策略參數(shù)組，所述策略參數(shù)組至少包含故障級別參數(shù)、發(fā)生度參數(shù)和風(fēng)險度參數(shù)；

17、其中，利用診斷預(yù)測模型，根據(jù)所述當(dāng)前工況畫像和初始數(shù)據(jù)版本進(jìn)行處理，以得到所述當(dāng)前工況畫像對應(yīng)的目標(biāo)數(shù)據(jù)版本，包括：

18、根據(jù)所述當(dāng)前工況畫像，在數(shù)據(jù)版本庫中，獲得目標(biāo)工況畫像和初始數(shù)據(jù)版本；

19、其中，所述數(shù)據(jù)版本庫包含至少一個典型工況畫像，每個所述典型工況畫像對應(yīng)有優(yōu)化數(shù)據(jù)版本；所述目標(biāo)工況畫像與所述當(dāng)前工況畫像滿足匹配條件；所述初始數(shù)據(jù)版本為所述目標(biāo)工況畫像對應(yīng)的優(yōu)化數(shù)據(jù)版本；

20、利用所述故障等級分類模型，獲得所述目標(biāo)工況畫像對應(yīng)的當(dāng)前故障級別；所述當(dāng)前故障級別表征所述發(fā)動機出現(xiàn)的故障的危險程度；

21、利用所述風(fēng)險分類模型，獲得所述目標(biāo)工況畫像對應(yīng)的當(dāng)前發(fā)生度和當(dāng)前風(fēng)險度；所述當(dāng)前發(fā)生度表征所述發(fā)動機出現(xiàn)故障的頻度，所述當(dāng)前風(fēng)險度表征所述發(fā)動機出現(xiàn)的故障的風(fēng)險程度；

22、按照所述目標(biāo)工況畫像對應(yīng)的當(dāng)前故障級別、當(dāng)前發(fā)生度和當(dāng)前風(fēng)險度，在所述故障策略池中，篩選出匹配所述當(dāng)前工況畫像的目標(biāo)參數(shù)，所述目標(biāo)參數(shù)包括目標(biāo)故障級別、目標(biāo)發(fā)生度和目標(biāo)風(fēng)險度；

23、將所述當(dāng)前工況畫像和初始數(shù)據(jù)版本輸入到所述發(fā)動機的控制器對應(yīng)的控制仿真系統(tǒng)中，所述控制仿真系統(tǒng)能夠以所述初始數(shù)據(jù)版本為控制數(shù)據(jù)版本根據(jù)所述當(dāng)前工況畫像輸出初始參數(shù)；所述初始參數(shù)包括：初始故障級別、初始發(fā)生度、初始風(fēng)險度；

24、調(diào)整所述控制仿真系統(tǒng)中所使用的控制數(shù)據(jù)版本，以使得所述控制仿真系統(tǒng)輸出的初始參數(shù)匹配所述目標(biāo)參數(shù)；

25、將所述初始參數(shù)匹配所述目標(biāo)參數(shù)時所述控制仿真系統(tǒng)所使用的控制數(shù)據(jù)版本確定為所述當(dāng)前工況畫像對應(yīng)的目標(biāo)數(shù)據(jù)版本。

26、在一種可能的實現(xiàn)中，所述匹配條件為：所述當(dāng)前工況畫像與所述目標(biāo)工況畫像之間的畫像相似度大于或等于第一閾值。

27、在一種可能的實現(xiàn)中，根據(jù)所述當(dāng)前工況畫像，在數(shù)據(jù)版本庫中，獲得目標(biāo)工況畫像和初始數(shù)據(jù)版本，包括：

28、利用聚類模型，獲得所述當(dāng)前工況畫像對應(yīng)的當(dāng)前工況類型；

29、將所述當(dāng)前工況類型與所述數(shù)據(jù)版本庫中每個所述典型工況畫像的工況類型進(jìn)行比對；

30、如果在所述數(shù)據(jù)版本庫中有典型工況類型與所述當(dāng)前工況類型相一致，將所述數(shù)據(jù)版本庫中與所述當(dāng)前工況類型相一致的典型工況畫像確定為目標(biāo)工況畫像并獲得所述目標(biāo)工況畫像對應(yīng)的優(yōu)化數(shù)據(jù)版本；

31、如果在所述數(shù)據(jù)版本庫中沒有典型工況類型與所述當(dāng)前工況類型相一致，將所述數(shù)據(jù)版本庫中與所述當(dāng)前工況畫像之間的畫像相似度最大的典型工況畫像作為目標(biāo)工況畫像并獲得所述目標(biāo)工況畫像對應(yīng)的優(yōu)化數(shù)據(jù)版本。

32、在一種可能的實現(xiàn)中，所述訓(xùn)練樣本通過以下方式獲得：

33、分別對所述典型工況庫中的每個所述典型工況畫像進(jìn)行如下處理：

34、利用所述故障等級分類模型，獲得所述典型工況畫像對應(yīng)的當(dāng)前故障級別；

35、利用所述風(fēng)險分類模型，獲得所述典型工況畫像對應(yīng)的當(dāng)前發(fā)生度和當(dāng)前風(fēng)險度；

36、按照所述典型工況畫像對應(yīng)的當(dāng)前故障級別、當(dāng)前發(fā)生度和當(dāng)前風(fēng)險度，在所述故障策略池中，篩選出匹配所述典型工況畫像的指標(biāo)參數(shù)；所述指標(biāo)參數(shù)包括：故障級別指標(biāo)、發(fā)生度指標(biāo)、風(fēng)險度指標(biāo)；

37、將所述典型工況畫像和所述典型工況畫像對應(yīng)的歷史數(shù)據(jù)版本輸入到所述發(fā)動機的控制器對應(yīng)的控制仿真系統(tǒng)中，所述控制仿真系統(tǒng)能夠以所述典型工況畫像對應(yīng)的歷史數(shù)據(jù)版本為控制數(shù)據(jù)版本根據(jù)所述典型工況畫像輸出初始參數(shù)；所述初始參數(shù)包括：初始故障級別、初始發(fā)生度、初始風(fēng)險度；

38、調(diào)整所述控制仿真系統(tǒng)中所使用的控制數(shù)據(jù)版本，以使得所述控制仿真系統(tǒng)輸出的初始參數(shù)匹配所述指標(biāo)參數(shù)；

39、其中，所述初始參數(shù)匹配所述指標(biāo)參數(shù)時所述控制仿真系統(tǒng)所使用的控制數(shù)據(jù)版本為所述訓(xùn)練樣本中的輸出樣本；所述指標(biāo)參數(shù)、所述典型工況畫像和所述典型工況畫像對應(yīng)的歷史數(shù)據(jù)版本為所述訓(xùn)練樣本中的輸入樣本。

40、在一種可能的實現(xiàn)中，所述初始參數(shù)匹配所述指標(biāo)參數(shù)，包括：

41、所述初始故障級別與所述故障級別指標(biāo)相匹配，所述初始發(fā)生度與所述發(fā)生度指標(biāo)相匹配，所述初始風(fēng)險度與所述風(fēng)險度指標(biāo)相匹配。

42、在一種可能的實現(xiàn)中，在得到所述當(dāng)前工況畫像對應(yīng)的目標(biāo)數(shù)據(jù)版本之后，所述方法還包括：

43、對所述當(dāng)前工況畫像中的至少一項工況參數(shù)進(jìn)行泛化處理后，以得到新的典型工況畫像；

44、將所述新的典型工況畫像及其對應(yīng)的所述目標(biāo)數(shù)據(jù)版本，添加到所述數(shù)據(jù)版本庫。

45、本技術(shù)第二方面提供一種基于工況畫像的發(fā)動機故障診斷優(yōu)化裝置，所述裝置包括：

46、參數(shù)獲得單元，用于獲得發(fā)動機的運行參數(shù)，所述運行參數(shù)至少包含多項工況參數(shù)；

47、畫像獲得單元，用于根據(jù)所述運行參數(shù)，獲得所述發(fā)動機的當(dāng)前工況畫像；

48、數(shù)據(jù)處理單元，用于利用診斷預(yù)測模型，對所述當(dāng)前工況畫像和初始數(shù)據(jù)版本進(jìn)行處理，以得到所述當(dāng)前工況畫像對應(yīng)的目標(biāo)數(shù)據(jù)版本；所述目標(biāo)數(shù)據(jù)版本包括：故障診斷策略和所述故障診斷策略對應(yīng)的診斷支撐參數(shù)；

49、其中，所述診斷預(yù)測模型利用訓(xùn)練樣本進(jìn)行訓(xùn)練得到，所述訓(xùn)練樣本利用典型工況庫獲得，所述典型工況庫包含多個典型工況畫像；

50、數(shù)據(jù)傳輸單元，用于將所述目標(biāo)數(shù)據(jù)版本發(fā)送給所述發(fā)動機的控制器，由所述控制器按照所述診斷支撐參數(shù)執(zhí)行所述故障診斷策略，以使得所述發(fā)動機在故障報警之前的使用時長被延長。

51、本技術(shù)第三方面提供一種計算機程序產(chǎn)品，包括計算機可讀指令，當(dāng)所述計算機可讀指令在電子設(shè)備上運行時，使得所述電子設(shè)備實現(xiàn)上述第一方面或第一方面任一實現(xiàn)方式的一種基于工況畫像的發(fā)動機故障診斷優(yōu)化方法。

52、本技術(shù)第四方面提供一種電子設(shè)備，包括至少一個處理器和與所述處理器連接的存儲器，其中：

53、所述存儲器用于存儲計算機程序；

54、所述處理器用于執(zhí)行所述計算機程序，以使所述電子設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)上述第一方面或第一方面任一實現(xiàn)方式的一種基于工況畫像的發(fā)動機故障診斷優(yōu)化方法。

55、本技術(shù)第五方面提供一種計算機存儲介質(zhì)，所述存儲介質(zhì)承載有一個或多個計算機程序，當(dāng)所述一個或多個計算機程序被電子設(shè)備執(zhí)行時，能夠使所述電子設(shè)備上述第一方面或第一方面任一實現(xiàn)方式的一種基于工況畫像的發(fā)動機故障診斷優(yōu)化方法。

56、借由上述技術(shù)方案，本技術(shù)提供的一種基于工況畫像的發(fā)動機故障診斷優(yōu)化方法及相關(guān)裝置中，在獲得發(fā)動機的包含多項工況參數(shù)的運行參數(shù)之后，先根據(jù)運行參數(shù)獲得發(fā)動機的當(dāng)前工況畫像，然后利用典型工況畫像所訓(xùn)練出的診斷預(yù)測模型，對當(dāng)前工況畫像和初始數(shù)據(jù)版本進(jìn)行處理，以得到當(dāng)前工況畫像對應(yīng)的目標(biāo)數(shù)據(jù)版本，目標(biāo)數(shù)據(jù)版本中包含：故障診斷策略和故障診斷策略對應(yīng)的診斷支撐參數(shù)，這樣在將目標(biāo)數(shù)據(jù)版本發(fā)送給發(fā)動機的控制器之后，由控制器按照目標(biāo)數(shù)據(jù)版本中的診斷支撐參數(shù)執(zhí)行相應(yīng)的故障診斷策略，由此使得發(fā)動機在故障報警之前的使用時長被延長?？梢姡炯夹g(shù)中無論發(fā)動機的當(dāng)前工況畫像是何種工況狀態(tài)，都可以利用診斷預(yù)測模型對故障診斷策略和相應(yīng)的診斷支撐參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，這樣在發(fā)動機的控制器按照優(yōu)化的診斷支撐參數(shù)執(zhí)行故障診斷策略時，都可以使得發(fā)動機在故障報警之前的使用時長被延長，這樣就可以減少用戶使用發(fā)動機的成本。