A neuro-fuzzy expert system for the control and diagnostics of helicopters aircraft engines technical state

Abstract

У роботі висвітлено актуальну науково-практичну проблему побудови нечіткої експертної системи для контролю та діагностики технічного стану двигунів вертольотів авіації в режимах польоту. На основі модифікованого методу діагностичних матриць та нечіткої логіки, який відрізняється від існуючих, за рахунок введення нечітких експертних правил, відповідних до фізичних процесів, що відбуваються в авіаційних двигунах з вільною турбіною, дозволило підвищити коефіцієнт довіри прийняття рішення при наявності дефекту в конкретному вузлі траєкторії повітряних двигунів на етапі льотної експлуатації вертольотів. Запропоновано реалізацію нечіткої експертної системи з використанням нечіткої нейронної мережі Ванга-Менделя, що дозволило на тестовому прикладі визначити наявність дефекту в компресорі, наявність якого вказує на ступінь 1 % підвищення тиску в компресорі.

The paper has report the actual scientific and practical problem of constructing a fuzzy expert system for control and diagnostics of helicopter aircraft engines technical state in flight modes. The algorithm for control and diagnostics of air-craft engines technical state has been further developed on the basis of a modified method of diagnostic matrices and fuzzy logic, which differs from the existing ones in that due to the introduction of fuzzy expert rules corresponding to the physics of processes occurring in aircraft engines with a free turbine, it has made it possible to increase the confidence coefficient decision-making on the presence of a defect in a particular node of the flow path of helicopters aircraft engines at the stage of helicopters flight operation. The implementation of a fuzzy expert system with the use of a Wang-Mendel fuzzy neural network is proposed, which made it possible to determine on a test example the presence of a defect in the compressor, the presence of which indicates a 1 % degree of pressure increase in the compressor.

В работе отражена актуальная научно-практическая проблема построения нечеткой экспертной системы для контроля и диагностики технического состояния двигателей вертолетов авиации в режимах полета. На основе модифицированного метода диагностических матриц и нечеткой логики, отличающегося от существующих, за счет введения нечетких экспертных правил, соответствующих физическим процессам, происходящим в авиационных двигателях со свободной турбиной, позволило повысить коэффициент доверия принятия решения при наличии дефекта в конкретном узле траектории воздушных двигателей на этапе лётной эксплуатации вертолетов. Предложена реализация нечеткой экспертной системы с использованием нечеткой нейронной сети Ванга-Менделя, что позволило на тестовом примере определить наличие дефекта в компрессоре, наличие которого указывает на степень 1% повышения давления в компрессоре.