(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111471397.9 (22)申请日 2021.12.04 (71)申请人 中国船舶工业综合 技术经济研究院 地址 100081 北京市海淀区学院南路70号 (72)发明人 闫戈　杨诚　王建峰　吴美熹　 翟亚宇　 (74)专利代理 机构 中国船舶专利中心 1 1026 代理人 栾硕 (51)Int.Cl. G06Q 10/00(2012.01) G06Q 10/04(2012.01) G06K 9/00(2022.01) (54)发明名称 一种基于分布式的喷水推进装置故障诊断 预测系统 (57)摘要 本发明实施例提供一种基于分布式的喷水 推进装置故障诊断预测系统， 包括机械诊断预测 子系统， 用于对装置的机械系统的第一参数进行 采集、 处理和存储， 基于第一运行参数进行特征 提取， 进行健康状态评估、 故障诊断和预测； 控制 诊断子系统， 用于对装置的控制系统的第二参数 进行采集、 处理和存储， 基于第二参数进行特征 提取， 进行健康状态评估、 故障诊断； 液压诊断子 系统， 用于对装置的液压系统的第三参数进行采 集、 处理和存储， 基于第三参数进行特征提取， 进 行健康状态评估、 故障诊断； 上位机控制子系统 上述三个子系统通信连接， 用以进行各子系统的 参数配置、 数据管理、 装置级综合诊断与健康状 态评估， 显示实时数据和数据处 理结果。 权利要求书3页 说明书8页 附图4页 CN 114169549 A 2022.03.11 CN 114169549 A 1.一种基于分布式的喷水推进装置故障诊断预测系统， 其特 征在于， 包括： 机械诊断预测子系统， 其用于对喷水推进装置的机械系统的第一参数进行采集、 处理 和存储， 基于所述第一运行参数进行特征提取， 并进行健康状态评估、 故障诊断和预测， 所 述第一参数至少包括轴承的温度和振动参数、 壳体振动参数和主轴转速； 控制诊断子系统， 其用于对喷水推进装置的控制系统的第二参数进行采集、 处理和存 储， 基于所述第二参数进行特征提取， 并进行健康状态评估、 故障诊断， 所述第二参数至少 包括电压、 倒航角度、 操舵角度； 液压诊断子系统， 其用于对喷水推进装置的液压系统的第三参数进行采集、 处理和存 储， 基于所述第三参数进行特征提取， 并进行健康状态评估、 故障诊断， 所述第三参数至少 包括油液流 量、 压力、 温度、 液位； 上位机控制子系统， 其通过通讯子系统与所述机械诊断预测子系统， 所述控制诊断子 系统和所述液压诊断子系统通信连接， 所述上位机控制子系统用以对所述机械诊断预测子 系统， 所述控制诊断子系统和所述液压诊断子系统进 行参数配置、 数据管理、 装置级综合诊 断与健康状态评估， 并显示实时数据和数据处 理结果。 2.根据权利要求1所述的基于分布式的喷水推进装置故障诊断预测系统， 其特征在于， 所述机械诊断预测子系统， 包括： 第一数据采集模块， 其用于采集所述第一 参数； 第一信号预处 理模块， 其用于所述第一 参数进行 预处理； 第一信号分析模块， 其用于对进行预处理后的数据进行特征提取、 状态识别和故障诊 断， 得到特 征数据、 状态 识别结果、 故障诊断结果、 趋势预测结果； 第一数据储存模块， 其用于存储所述第一参数、 所述特征数据、 所述状态识别结果、 所 述故障诊断结果和所述趋势预测结果。 3.根据权利要求2所述的基于分布式的喷水推进装置故障诊断预测系统， 其特征在于， 所述控制诊断子系统， 包括： 第二数据采集模块， 其用于采集所述第二 参数； 第二信号预处 理模块， 其用于所述第二 参数进行 预处理； 第二信号分析模块， 其用于对进行预处理后的数据进行特征提取、 状态识别和故障诊 断， 得到特 征数据、 状态 识别结果、 故障诊断结果； 第二数据储存模块， 其用于存储所述第二参数、 所述特征数据、 所述状态识别结果、 所 述故障诊断结果。 4.根据权利要求3所述的基于分布式的喷水推进装置故障诊断预测系统， 其特征在于， 所述液压诊断子系统， 包括： 第三数据采集模块， 其用于采集所述第三 参数； 第三信号预处 理模块， 其用于所述第三 参数进行 预处理； 第三信号分析模块， 其用于对进行预处理后的数据进行特征提取、 状态识别和故障诊 断， 得到特 征数据、 状态 识别结果、 故障诊断结果； 第三数据储存模块， 其用于存储所述第三参数、 所述特征数据、 所述状态识别结果、 所 述故障诊断结果。 5.根据权利要求4所述的基于分布式的喷水推进装置故障诊断预测系统， 其特征在于，权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114169549 A 2所述上位机控制子系统， 具体包括： 参数配置模块， 其用于根据所述机械系统、 所述液压系统和所述控制系统对各自关键 部件的不同监测诊断需求， 对所述第一数据采集模块、 所述第二数据采集模块和所述第三 数据采集模块进行采样率及采样通道的配置， 对所述第一信号分析模块、 所述第二信号分 析模块和所述第三信号分析模块的状态识别模型和故障诊断模型的参数， 以及所述第一信 号分析模块的趋势预测模型的参数的设置； 数据管理模块， 用于对所述第一数据存储模块、 所述第二数据存储模块和所述第三数 据存储模块所存 储的数据进行关联、 导出、 删除和回放； 综合分析模块， 用于获取机械诊断预测子系统、 所述液压诊断子系统以及所述控制诊 断子系统相应的特征数据、 状态识别结果和故障诊断结果， 以及所述机械诊断预测子系统 的趋势预测结果， 进行综合故障诊断与健康状态的评估； 数据显示模块， 用于获取并显示所述所述第一参数、 所述第 二参数和所述第 三参数， 以 及所述第一信号分析模块、 第二信号分析模块和第三信号分析模块所分别得到的特征数 据、 状态识别结果和故障诊断结果， 及所述第一信号分析膜 块得到的趋势预测结果， 和所述 综合分析模块得到的综合故障诊断与健康状态的评估结果。 6.根据权利要求5所述的基于分布式的喷水推进装置故障诊断预测系统， 其特征在于， 所述机械诊断预测子系统， 所述控制诊断子系统， 所述液压诊断子系统， 均包括： 参数配置单元， 其用于接收所述上位机控制子系统的参数配置指令， 并分别根据各自 接收到的参数配置指 令配置相应的所述第一数据采集模块、 所述第二数据采集模块和所述 第三数据采集模块进行采样的采样率和采样通道， 配置所述第一信号分析模块、 所述第二 信号分析模块和所述第三信号分析模块的状态识别模型和故障诊断模型的参数， 以及配置 所述第一信号分析模块的趋势预测模型的参数； 特征提取单元， 其用于分别对各自对应的子系统的预处理后的数据进行特征提取， 得 到特征数据； 状态识别单元， 其用以根据 所述特征数据， 结合状态识别算法， 分别对所述机械诊断预 测子系统， 所述控制诊断子系统， 所述液压诊断子系统进行运行状态识别， 得到状态识别结 果； 故障诊断单元， 其用以根据 各自的子系统 的特征数据， 结合故障诊断算法， 分别对各自 对应的子系统进行故障诊断， 并得到故障诊断结果； 数据储存单元， 用于存储各自对应的子系统的特征数据、 状态识别结果、 故障诊断结果 以及趋势预测结果； 其中， 所述机械诊断预测子系统还包括趋势预测单元， 其用以根据所述机械诊断预测 子系统的特征数据， 结合趋势预测算法， 对所述机械诊断预测子系统进 行趋势预测， 并得到 趋势预测结果； 所述机械诊断预测子系统， 所述控制诊断子系统和所述液压诊断子系统的信号采集、 处理及储存， 以及分别对应的运行状态 识别和故障诊断均采用边 缘计算数据处 理架构。 7.根据权利要求6所述的基于分布式的喷水推进装置故障诊断预测系统， 其特 征在于， 所述轴承的振动参数和所述壳体振动参数分别通过安装在喷水推进装置的轴承壳体 和泵壳体的振动传感器采集；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114169549 A 3