[发明专利]基于仿真的故障特征提取系统、方法、存储介质及设备

权利要求书

1.一种基于仿真的故障特征提取系统，其特征在于：

包括发动机系统仿真模型生成模块、提取条件设置模块、模型仿真求解模块、仿真后结果处理模块、特征提取模块和故障特征库；

所述发动机系统仿真模型生成模块用于构建发动机系统正常仿真模型和发动机系统故障仿真模型，并输出给模型仿真求解模块；

提取条件设置模块用于设置特征提取条件，与模型仿真求解模块及特征提取模块分别连接；

所述模型仿真求解模块的一个输出与特征提取模块的一个输入连接，另一个输出与仿真后结果处理模块的输入连接，仿真后结果处理模块的输出与特征提取模块的另一输入连接；所述模型仿真求解模块用于对所述的发动机系统正常仿真模型和发动机系统故障仿真模型进行编译和求解，并根据特征提取条件，将仿真中实时数据或经仿真后结果处理模块处理后的仿真后结果数据输出给特征提取模块；

所述特征提取模块包括仿真中实时数据接收模块，仿真后结果数据读取模块，动态特征数据处理模块，稳态特征数据处理模块和提取结果处理模块；

所述仿真中实时数据接收模块的输入与模型仿真求解模块的一个输出连接，用于接收所述仿真中实时数据并保存；

所述仿真后结果数据读取模块的输入与仿真后结果处理模块的输出连接，用于读取所述仿真后结果数据并保存；

所述动态特征数据处理模块用于根据特征提取条件，接收仿真中实时数据接收模块或仿真后结果数据读取模块中的动态特征数据，对所述动态特征数据进行动态幅值评估和导数评估，评估结果用于判断动态特征数据是否已达到稳态；动态特征数据处理模块的一个输出与提取结果处理模块的一个输入相接，另一个输出与稳态特征数据处理模块的一个输入相接；

所述稳态特征数据处理模块一个输入接收动态特征数据处理模块输出的达到稳态的动态特征数据，另一个输入根据特征提取条件接收仿真中实时数据接收模块或仿真后结果数据读取模块的稳态特征数据，且对所述稳态特征数据和达到稳态的动态特征数据进行稳态幅值评估，稳态特征数据处理模块的输出与提取结果处理模块的另一个输入相接；

提取结果处理模块用于将获取的动态特征提取结果和稳态特征提取结果生成故障特征表，并输出给故障特征库；

故障特征库用于存储特征提取模块生成的故障特征表。

2.根据权利要求1所述的基于仿真的故障特征提取系统，其特征在于：所述发动机系统仿真模型生成模块包括故障模型库、模型编辑模块、故障模式库、故障模式管理模块和参数注入模块；

故障模型库用于存储发动机系统组件故障模型，所述故障模型库的输出与模型编辑模块的一个输入相接；

所述模型编辑模块用于发动机系统正常仿真模型和发动机系统故障仿真模型的构建，模型编辑模块的一个输出与故障模式管理模块的一个输入相接；

所述故障模式管理模块的另一个输入与故障模式库相接，用于读取故障模式库中的信息，编辑故障参数的取值和注入条件，并输出给参数注入模块；

所述故障模式库用于存储故障模式；

所述参数注入模块用于将故障模式管理模块读取的故障模式库中的故障参数值写入到发动机系统仿真模型中，输出给模型编辑模块生成发动机系统故障仿真模型。

3.根据权利要求2所述的基于仿真的故障特征提取系统，其特征在于：

所述故障模型按照发动机系统的物理拓扑结构分为子系统、组件及元器件三个层次，每个组件或元器件包含有能描述该组件或元器件行为的参数、变量和数学方程，并且添加了与组件或元器件故障特性相关的参数，以支持后续的故障参数注入；

所述故障模式包含标准的故障模式信息及故障模式与模型映射关系的信息；

所述标准的故障模式信息包括故障模式名、故障原因、故障后果、故障影响性分析、故障严酷度和故障发生概率；

所述故障模式与模型映射关系的信息包括故障参数名和故障模式触发条件。

4.根据权利要求3所述的基于仿真的故障特征提取系统，其特征在于：所述特征提取条件包括提取特征变量、提取开始时刻表、提取频率、提取数目及提取方式；

所述提取特征变量条件为提取动态特征数据或提取稳态特征数据；

所述提取方式条件为仿真中实时数据提取或仿真后结果数据提取。