AIS在LRE故障检测与诊断中的应用研究.pdf

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1、上海航天AER0SPACESHANGHAI第29卷2012年第2期文章编号：1006—1630(2012)02—0042—06AIS在LRE故障检测与诊断中的应用研究张炜，明安波，宋远佳，张瑞民。(1．西安第二炮兵工程学院，陕西西安710025；2．山东青州第二炮兵士官学校，山东青州262500)摘要：为提高液体火箭发动机(LRE)故障检测与诊断的及时性、实时性与准确性，将人工免疫系统(AIS)中的否定选择原理用于LRE的故障检测与诊断。基于正常状态与故障模式的人工识别球，采用最大相似原则，实现了LRE稳态工作过程中的故障检测与诊断，并用LRE稳态故

2、障试车数据进行实验。验证结果表明：AIS对LRE故障检测与诊断的速度快，正确率与灵敏度高，捕获未知故障能力强，有良好的应用前景。关键词：液体火箭发动机；人工免疫系统；故障检测与诊断；否定选择算法；人工识别球中图分类号：V434．3；TP391．4文献标志码：AApplicationofAISinFaultDetectionandDiagnosisofLREZHANGWei，MINGAn_bo，SONGYuan—jia，ZHANGRui—min(1．TheSecondArtilleryEngineeringCollege，Xi’an710025，Sha

3、anxi，China；2．TheSecondArtilleryPettyOfficerSchool，Qingzhou262500，Shandong，China)Abstract：Toimprovetheperformanceofreal—time，in-time，andveracityinfaultdetectionanddiagnosisofliquidrocketengine(LRE)，thenegativeselectionalgorithmofartificialimmunesystemwasappliedinthispaper．Thefau

4、ltdetectionanddiagnosiswerecarriedout，whiletheartificialrecognitionball(ARB)wasconstructedandthemaximumsimilarityrulewasadopted．Theexperimentwasperformedwithsteadystatedatacollectedinsomegroundtest．Theresultsshowedthatthismethodhadthefunctionofquicklydetection，highrateofcorrect

5、iondiagnosis，andpowerfulabilityofdiscoveringtheunknownfault．ItcouldbewidelyappliedinthestatemonitoringandfaultdiagnosisofLRE．Keywords：Liquidrocketengine；Artificialimmunesystem；Faultdetectionanddiagnosis；NegativeselectionalgorithmsArtificialrecognitionball0引言络被用于对发动机及涡轮泵等的故障检测与诊

6、断，LRE是一种在极端恶劣的物理条件(高温、高但存在网络规模庞大、学习训练时间长、易出现“组压、强腐蚀和高密度的能量释放等)下运行的复杂流合爆炸”等问题；模式识别方法用于发动机的故障检体一热动力系统，自身结构复杂，是故障敏感多发部测诊断时需有大量试验数据和经验的支持；专家系位，因此需要一种快速、有效的检测与诊断方法。目统的知识积累与表达较难；推理机更偏向于明确的前，对LRE的诊断主要有基于数学模型、基于数理故障机理[3。近年发展的基于知识集成诊断方法统计及基于人工智能的方法等，且以人工智能方法的诊断速度快，但知识处理不完整，是一种定性模居多，如神经网

7、络、专家系统等口]。其中故障树法对型，虽能直观描述系统结构，但忽视了系统内更深层屏蔽泵故障的诊断效果良好，但建立故障树的过程次的联系l_1HJ。复杂及诊断效果依赖于树的完整程度]。神经网AIS是一种模仿自然免疫系统功能的人工智能方法，提供了噪声忍耐、自组织、记忆等进化学习机理，综合了分类器、神经网络和机器推理等系统的优收稿日期：2009—11-03；修回日期：2009—12—08点，提供了解决故障诊断的一个新途径[15-16]。I994作者简介：张炜(1963一)，男，教授，博士生导师，主要研究领域为设备故障检测与诊断。年，FORREST等基于淋巴细

8、胞的否定选择机理提第29卷2012年第2期张炜，等：AIS在LRE故障检测与诊断中的应用研究出了否定选择算法