1、航空工程学院航空工程学院飞机故障诊断与监控技术飞机故障诊断与监控技术2011.08Page 2第五章第五章 故障诊断方法故障诊断方法 第一节第一节 逻辑诊断方法逻辑诊断方法 第二节第二节 统计诊断方法统计诊断方法 第三节第三节 模糊诊断方法模糊诊断方法Page 3第一节第一节 逻辑诊断方法逻辑诊断方法一、逻辑诊断法概述一、逻辑诊断法概述（一）适用条件（二）逻辑诊断中的几个概念 征兆函数 成因函数 决策规则 逻辑诊断任务确定要考虑的元件，对每个元件状态赋予一个变元（逻辑变量）建立局部逻辑关系，确定决策规则确定有效决策规则或有效决策主范式进行状态识别或故障诊断Page 4第一节第一节 逻辑诊断方法
2、逻辑诊断方法（一）确定待诊系统中需考虑的主要元件（一）确定待诊系统中需考虑的主要元件 如发动机状态控制，主要考虑元件有如发动机状态控制，主要考虑元件有5 5个个闭放气带电门使放气带关开放气带电门使放气带打00KK 250电门状态断开。时接通，小于电门在刻度盘大于断开；时接通，大于电门在刻度盘小于0002500025252525252525KK 820电门状态断开。时接通，大于电门在刻度盘小于断开；时接通，小于电门在刻度盘大于0008200082828282828282KK 放气带电门状态 Page 5第一节第一节 逻辑诊断方法逻辑诊断方法（一）确定待诊系统中需考虑的主要元件（一）确定待诊系统中
3、需考虑的主要元件 如发动机状态控制，主要考虑元件有如发动机状态控制，主要考虑元件有5 5个个号电磁开关状态-号电磁开关1点接通，2点断开；-号电磁开关2点接通，1点断开号电磁开关状态-号电磁开关1点接通，2点断开；-号电磁开关2点接通，1点断开Page 6第一节第一节 逻辑诊断方法逻辑诊断方法（二）建立决策规则1.局部逻辑关系 号电磁开关1点接通，则放气带必须关闭，且 820电门在刻度盘指示大于820位置接通；号电磁开关2点接通，则250电门必须在刻度盘指示大于250位置接通；号电磁开关1点接通，则放气带必须打开，且 250电门在刻度盘指示小于250位置接通；Page 7第一节第一节 逻辑诊断
4、方法逻辑诊断方法（二）建立决策规则 2.系统决策规则 必须满足所有局部逻辑关系，即：使所有局部逻辑关系均为真(取值为1)，系统决策规则才为真。所以，系统决策规则是各局部逻辑关系的逻辑乘。Page 8第一节第一节 逻辑诊断方法逻辑诊断方法（三）确定有效决策规则或有效决策主范式.1.有效决策规则 排逻辑基、确定有效逻辑基表1.docPage 9第一节第一节 逻辑诊断方法逻辑诊断方法（三）确定有效决策规则或有效决策主范式.1.有效决策规则 建立有效决策规则将有效逻辑基中全部变元（取值为）或逆变元将有效逻辑基中全部变元（取值为）或逆变元（取值为）逻辑乘，再求逻辑和（取值为）逻辑乘，再求逻辑和.有效决策
5、主范式从决策规则出发，通过逻辑运算，得到全部变元全部变元或逆变元逻辑乘的逻辑和或逆变元逻辑乘的逻辑和无论是通过排逻辑基确定有效逻辑基，建立有效决策规则，还是通过决策规则的逻辑运算得到有效决策主范式，得到的结果是完全相同的Page 10（四）状态识别或故障诊断四）状态识别或故障诊断 将给定状态的元件，其变元或逆变元的逻辑乘作为征兆函数；将待定元件状态的变元或逆变元逻辑乘作为成因函数；代入有效决策规则或有效决策主范式，找到包含征兆函数的那些项，形成新的仅与征兆函数有关的有效决策规则；由新有效决策规则确定待定元件状态 状态识别-新有效决策规则取真(取值为1);故障诊断-新有效决策规则取伪(取值为0)
6、.第一节第一节 逻辑诊断方法逻辑诊断方法Page 11（四）状态识别或故障诊断四）状态识别或故障诊断概括逻辑诊断步骤:1.确定考虑的因素,建立决策规则;2.建立有效决策规则或有效决策主范式;3.将给定元件状态的元件变元或逆变元组成征兆函数,待定元件变元或逆变元组成成因函数,进行状态识别或故障诊断.第一节第一节 逻辑诊断方法逻辑诊断方法Page 12 例例1.1.给定发动机额定状态喷口应处于中等位置给定发动机额定状态喷口应处于中等位置.已知两个电已知两个电磁开关状态均为磁开关状态均为2 2点接通点接通.试判断其它控制开关试判断其它控制开关(电门电门)应处于什应处于什么位置么位置.例2.发动机进入
7、最大状态,要求喷口在最小位置.为此,号电磁开关必须1点接通,号电磁开关必须2点接通.若已知两个电磁开关满足上述要求,但是”按最大按钮,发动机进入不了最大状态”,试问:可能的原因是什么?第一节第一节 逻辑诊断方法逻辑诊断方法Page 13第二节第二节 统计诊断方法统计诊断方法一、单参数统计判决诊断法2010,DxxxDxxx判为异常，即，判为正常，即，Page 14第二节第二节 统计诊断方法统计诊断方法dxDxfPDxxPDPDxxPHPx)/()/()(),()(0111011011dxDxfPDxxPDPDxxPHPx)/()/()(),()(0222022022dxDxfPDxxPDPDx
8、xPHPx)/()/()(),()(0222022012dxDxfPDxxPDPDxxPHPx)/()/()(),()(0111011021H11H22122Page 15第二节第二节 统计诊断方法统计诊断方法 11C2211)/(0CdxDxfPxdxDxfPx)/(022 +212212)/(0CdxDxfPCxdxDxfPx)/(011 )()()()(2121121222221111HPCHPCHPCHPCRij表示).Page 16第二节第二节 统计诊断方法统计诊断方法Page 17第二节第二节 统计诊断方法统计诊断方法2.2.极小极大法极小极大法 条件条件 方法方法 什麽使什麽使R
9、 R极小，什麽使极小，什麽使R R极大极大 解法解法3.3.最少错误诊断次数法（最小错误诊断概率法）最少错误诊断次数法（最小错误诊断概率法）4.4.纽曼纽曼皮尔逊方法皮尔逊方法 方法方法 解法解法Page 18第二节第二节 统计诊断方法统计诊断方法v习题习题:1.1.根据滑油中含铁量监测发动机机匣的工作状态。设根据滑油中含铁量监测发动机机匣的工作状态。设由统计资料得到：在正常状态下含铁量的均值由统计资料得到：在正常状态下含铁量的均值=2p.p.m=2p.p.m（1p.p.m=11p.p.m=1毫克毫克/升），在异常状态下含铁升），在异常状态下含铁量的均值量的均值=12p.p.m=12p.p.m
10、，标准偏差为，标准偏差为5p.p.m5p.p.m；含铁量为；含铁量为正态分布，并已知发动机处于正常状态的概率为正态分布，并已知发动机处于正常状态的概率为=0.8=0.8。试用最小错误诊断概率法：试用最小错误诊断概率法：v（1 1）详细推导确定临界值的公式）详细推导确定临界值的公式v（2 2）计算临界值）计算临界值x x0 0Page 19第三节第三节 模糊诊断方法模糊诊断方法一、预备知识一、预备知识(一一)模糊数学的基本概念模糊数学的基本概念 1.1.模糊数学模糊数学 2.2.普通集合与特征函数普通集合与特征函数 论域论域 集合集合 特征函数特征函数 运算规则运算规则Page 20第三节第三节
11、 模糊诊断方法模糊诊断方法 3.3.模糊集合与隶属函数模糊集合与隶属函数 论域论域 集合集合 隶属函数隶属函数 运算规则运算规则 比较比较4.4.隶属函数的求法隶属函数的求法 统计求法统计求法 逐点统计求法逐点统计求法 分段统计求法分段统计求法 Page 21第三节第三节 模糊诊断方法模糊诊断方法(*1000K)4.5-7.05.2-9.55.9-6.66.0-6.55.5-9.84.8-6.55.0-8.06.1-7.25.8-6.76.0-6.85.8-9.24.97.16.0-9.06.3-7.85.9-8.26.1-7.35.7-8.34.6-8.74.9-9.06.0-10.05.3
12、-9.26.2-8.15.8-9.55.8-6.06.2-6.85.0-6.54.9-6.66.3-8.26.0-9.75.9-7.15.8-7.26.1-7.36.0-7.06.3-7.66.1-9.86.0-8.05.3-8.56.3-8.06.2-7.56.2-7.86.2-7.56.0-9.05.5-6.86.2-10.06.1-8.56.1-9.06.1-8.06.1-9.75.0-6.66.2-6.66.3-9.26.2-9.56.0-7.36.2-9.74.3-9.26.0-6.86.3-7.26.0-10.06.3-9.26.2-9.5Page 22第三节第三节 模糊诊断方法模
13、糊诊断方法分组(*1000K)频数相对频数分组(*1000K)频数相对频数分组(*1000K)频数相对频数4.00-4.352.0336.15-6.35601.000 8.15-8.3526.4334.35-4.553.0506.35-6.55601.000 8.35-8.5523.3834.55-4.754.0676.55-6.7557.9508.55-8.7521.3504.75-4.957.1176.75-6.9552.8678.75-8.9521.3504.95-5.1510.1676.95-7.1547.7838.95-9.1521,3505.15-5.3513.2177.15-7.
14、3543.7179.15-9.3517.2835.35-5.5515.2507.35-7.5537.6179.35-9.5512.2005.55-5.7516.2677.55-7.7535.5839.55-9.758.1335.75-5.9524.4007.75-7.9534.5679.75-10.004.0675.95-6.1542.7007.96-8.1532.533Page 23第三节第三节 模糊诊断方法模糊诊断方法Page 24第三节第三节 模糊诊断方法模糊诊断方法征兆语言对应的隶属度机理分析（l2)明显程度(l3)获得难易(l4)Aj(Xi)=1必然出现很剧烈不可取得1Aj(Xi)0
15、.9非常可能出现比较剧烈很难观察0.9Aj(Xi)0.7很可能出现剧烈难观察0.7Aj(Xi)0.5可能出现不太剧烈较难观察0.5Aj(Xi)0.3有点可能出现轻微可观察到0.3Aj(Xi)0.0有点不可能出现很轻微容易观察Aj(Xi)=0不可能出现未变很易观察Page 25第三节第三节 模糊诊断方法模糊诊断方法征兆语言对应的隶属度机理分析（l2)明显程度(l3)获得难易(l4)Aj(Xi)=1必然出现很剧烈不可取得1Aj(Xi)0.9非常可能出现比较剧烈很难观察0.9Aj(Xi)0.7很可能出现剧烈难观察0.7Aj(Xi)0.5可能出现不太剧烈较难观察0.5Aj(Xi)0.3有点可能出现轻微可观察到0.3Aj(Xi)0.0有点不可能出现很轻微容易观察Aj(Xi)=0不可能出现未变很易观察Page 26）（rKlijrrij41第三节第三节 模糊诊断方法模糊诊断方法(二二)诊断知识库诊断知识库maxijijijFPage 27第三节第三节 模糊诊断方法模糊诊断方法ijij请各位老师专家批评指正！请各位老师专家批评指正！The EndThe End2011.08
