[发明专利]引擎健康诊断装置和方法

权利要求书

1.一种用于分析往复式内燃机的健康的引擎健康诊断装置，所述引擎健康诊断装置包括：

特征生成电路，其处理从振动传感器接收的振动传感器数据，并生成指示所述振动传感器数据的多个特征的特征向量，所述振动传感器用于感测所述往复式内燃机的部件处的振动；以及

处理电路，其使用训练后的分类模型处理由所述特征生成电路生成的特征向量以生成引擎健康指示，所述训练后的分类模型由模型参数定义，所述模型参数表征从特征向量的训练集学习的健康操作的边界，所述特征向量的训练集对应于在所述往复式内燃机的健康操作期间捕获的振动传感器数据，并且所述引擎健康指示提供所述特征向量与所述健康操作的边界的偏差的定量指示。

2.根据权利要求1所述的引擎健康诊断装置，其中，所述多个特征包括所述振动传感器数据的至少一个时域特征。

3.根据权利要求2所述的引擎健康诊断装置，其中，所述至少一个时域特征包括平均值、方差或标准偏差、均方根、峰态、偏态和波峰因素中的至少一者。

4.根据前述任一权利要求所述的引擎健康诊断装置，其中，所述多个特征包括所述振动传感器数据的至少一个频域特征。

5.根据权利要求4所述的引擎健康诊断装置，其中，所述多个特征包括多个频带能量特征，所述多个频带能量特征各自指示所述振动传感器数据的相应频带中的能量。

6.根据权利要求4或5所述的引擎健康诊断装置，其中，所述特征生成电路被构造为在生成所述至少一个频域特征时，将小波包变换应用于所述振动传感器数据。

7.根据前述任一权利要求所述的引擎健康诊断装置，其中，所述多个特征包括至少一个峰值振动定时特征，所述至少一个峰值振动定时特征指示所述振动传感器数据中的峰值相对于所述往复式内燃机的操作周期的定时。

8.根据权利要求7所述的引擎健康诊断装置，其中，所述特征生成电路被构造为根据所述振动传感器数据和曲轴角度传感器数据，来识别所述至少一个峰值振动定时特征，所述曲轴角度传感器数据指示所述往复式内燃机的曲轴的角位置。

9.根据前述任一权利要求所述的引擎健康诊断装置，所述引擎健康诊断装置还包括：

缩放电路，其基于从特征向量的训练集导出的相应组的一个或多个缩放参数，来对所述特征向量的每个特征进行缩放，以将所述特征向量的每个特征映射到公共比例，其中，所述处理电路被构造为使用所述训练后的分类模型处理由所述缩放电路生成的所述缩放特征向量。

10.根据权利要求9所述的引擎健康诊断装置，其中，所述处理电路被构造为在所述缩放特征向量的所述多个特征当中，识别在所述公共比例上具有最大或最小缩放特征值的缩放特征向量的一个或多个选择的特征。

11.根据前述任一权利要求所述的引擎健康诊断装置，其中，所述训练后的分类模型包括单类分类模型。

12.根据前述任一权利要求所述的引擎健康诊断装置，其中，所述训练后的分类模型包括单类支持向量机。

13.根据前述任一权利要求所述的引擎健康诊断装置，所述引擎健康诊断装置包括：

模型存储电路，其存储定义所述训练后的分类模型的模型参数；以及

训练电路，其依赖于特征向量的所述训练集来更新由所述模型存储电路存储的模型参数。

14.根据权利要求13所述的引擎健康诊断装置，其中，所述训练电路被构造为确定所述健康操作的边界，所述健康操作的边界使所述训练集的外围特征向量的预定部分与所述训练集的特征向量的剩余部分之间的间隔最大化。

15.根据前述任一权利要求所述的引擎健康诊断装置，所述引擎健康诊断装置还包括所述振动传感器。