基于飞参数据的发动机碰摩故障检测模型仿真

在飞行实时状态监控过程中,强震动环境下的发动机碰摩故障检测的准确性,关系到飞行的安全.在强震动环境下,发动机转静容易发生碰摩故障,多个碰摩故障往往是同时发生的,但是,故障的振动信号之间不存在之间关联.碰摩故障特征彼此独立,故障特征数据之间缺少可直接建立的关联.传统的故障挖掘方法在发动机转静碰摩故障检测的过程中,只能 根据振动信号对这种故障进行检测,振动信号本身存在很多干扰,也很难包括所有的碰摩故障特征,导致故障检测不准确.为解决上述问题,提出采用改进关联规则挖掘的强震动环境下的发动机碰摩故障检测方法.针对飞机发动机碰摩数据进行关联聚类处理,获取样本空间的分类矩阵,并对发动机碰摩数据进行更新.根据更新结果,计算发动机碰摩数据关联概率值,得到概率决策,针对飞行器碰摩数据进行关联规则挖掘,实现发动机碰摩数据故障优化检测.实验结果表明,利用改进关联规则算法进行强震动环境下的发动机转静碰摩故障检测,极大的缩短了检测时间,降低了漏检率,提高了检测精确度.     

基于小波包与支持向量机的碰摩故障识别方法研究

为了很好地识别旋转机械的转静件碰摩故障,提出了基于小波包和支持向量机(SVM,support vector machine)的碰摩故障识别方法.采用小波包对信号进行特征向量的提取,利用基于"一对多"和"一对一"的改进算法构建多类故障分类器,对多种碰摩故障进行识别.同时,以双盘悬臂转子-轴承系统的碰摩故障为例,应用该方法进行故障识别,试验结果表明,RBF核SVM故障平均识别率达到97.25%.可见,基于小波包与支持向量机分类器诊断方法的识别率明显优于传统的BP神经网络和RBF神经网络分类器,且鲁棒性好,并具有良好的泛化推广能力.     

滚动轴承-柔性碰摩转子系统非线性动力学响应分析

针对现有轴承-转子系统动力学模型的不足,考虑非线性滚动轴承力、不平衡量、碰摩故障及陀螺效应,建立了滚动轴承-柔性对称碰摩转子系统非线性集中质量模型.通过数值计算与比较,结果表明:低转速下系统响应主要表现为滚动轴承的变刚度振动,高转速下轴承变刚度振动的影响相对减弱,转子不平衡和碰摩故障对系统的影响逐渐增强,陀螺效应对高转速下对称转子的响应不容忽略.     

基于动态模式的转子系统故障诊断

以Jeffcott转子系统基础松动-碰摩耦合故障为例,研宄动态模式的转子系统故障诊断方法.首先,将转子系统正常和故障时的未知系统动态定义为不同的动态模式,对其进行学习,将学到的知识以常数神经网络权值的形式存储,并建立动态模式库;然后将当前被监测转子系统与动态模式库中的动态模式进行比较,根据动态模式的相似性定义,依据最小误差原则快速判断转子系统与已学过的哪种动态模式相似,实现故障的快速检测与分离.仿真结果验证了算法的有效性.     

汽轮机转子碰摩热弯曲动力特性研究

本文简化了汽轮机转子模型,并根据转子碰摩理论建立了一种简单的求解碰摩截面热分布的计算模型,使得碰摩截面热分布的计算大大简化.依据转子动力学理论推导了本模型的运动方程,并作无量纲化以便于MATLAB数值求解收敛,最终建立了转子系统由摩擦引起的弹性热弯曲——碰摩耦合故障动力模型.利用四阶Runge-Kutta方法求解微分方程组得到了在不平衡力、碰摩力和碰摩热弯矩耦合作用下转子系统的响应,并对低于、接近和高于临界转速下碰摩热弯曲转子的动力学特性进行了数值仿真研究,包括时域、频谱、轴心轨迹以及碰摩力的变化.结果表明,转子在低于和接近临界转速运行发生碰摩,转子的振动由平稳状态逐渐发散,而在高于临界转速发生碰摩时转子的振动会逐渐减小.     

航空发动机转子弹性支承动应力测试技术

对带弹性支承航空发动机转子的一种振动测试技术进行了研究,阐述了利用电阻应变电测法通过在转子鼠笼式弹性支承的弹条根部粘贴应变计进行动应力测试,从而获取转子振动信号的测试原理和测试方法.通过弹性支承动应力测试技术在转子动力特性试验和转子故障诊断中的应用,论证了该测试技术是转子振动测试的一种有效方式,得出了弹性支承动应力测试技术不仅能作为航空发动机带弹性支承转子动特性的常规测试手段,亦能为转子系统故障诊断提供故障识别依据.     

基于径向基函数神经网络的转子系统裂纹故障诊断

结合基于模型的转子系统诊断技术和径向基函数(RBF)神经网络在辨识非线性系统动态时的优势,本文提出了一种新的转子系统裂纹故障诊断方法.该方法采用RBF神经网络对裂纹转子系统的未知动态进行辨识,实现部分神经网络权值收敛到最优值以及神经网络对系统未知动态的局部准确逼近;诊断过程中利用已辨识的信息实现转子系统裂纹故障的快速检测与分离.所提方法尤其适用于微小裂纹的在线检测与定量识别.最后,以Jeffcott转子系统裂纹故障诊断为例进行仿真,仿真结果验证了所提方法的有效性.     

基于主元分析与动态时间弯曲的故障诊断方法及应用研究

轴承是工程实际中常用而又极易损坏的部件,特别是对其早期微弱响应的辨识,具有重要的社会价值和意义；为提高运转轴承的安全可靠性和可维护性,提出了基于主元分析与动态时间弯曲距离的故障诊断方法,它可以准确对早期微弱动态响应辨识、诊断;该方法首先将典型故障样本信号与待测信号小波去噪并EMD分解,并对若干固有模态分量主元分析求取主元,然后对主元分量进行分析,获得相关特征值组成特征向量,计算待测信号与已知故障样本信号特征向量的弯曲距离,弯曲距离越小表明两信号越相似,从而辨识故障;此外,还可将其应用于转子、碰磨、齿轮故障诊断中,工程应用实例表明该方法可以准确故障分类,高效故障诊断。     

转子系统早期碰摩故障特征提取方法研究

航空发动机转子系统是发动机的核心部件,针对发动机转子系统早期碰摩故障难以检测的特点,通过对碰摩机理分析及早期故障特征的研究,提出了基于小波变换对原始信号降噪和虚拟仪器对转子系统振动数据采集相结合的方法,对转子系统早期碰摩故障特征进行提取,并在转子试验台上进行了实验验证。结果表明,采用LabVIEW程序采集转子系统振动数据并存储,然后应用小波变换进行数据分析和处理,能够对转子早期碰摩故障特征进行有效地提取。     

发动机气路故障模拟试验台碰摩故障实验研究

航空发动机气路故障是重要且频发的发动机故障.其中,叶片-机匣碰摩故障是一种重要且频发的航空发动机气路故障.为了对其进行高效深入的研究,必须建立专门的气路故障模拟试验系统.基于静电监测技术设计了一种用于研究航空发动机气路故障的模拟试验台,实现了对航空发动机叶片-机匣碰摩故障模式的模拟.故障模拟实验结果表明:碰摩故障模拟实验感应信号具有周期性的特点,据此特征,可以在静电监测系统软件中实现对模拟碰摩故障的在线监测与识别.本研究验证了航空发动机气路故障模拟试验台模拟碰摩故障的有效性,为航空发动机故障监测和健康管理提供技术支撑.     

航空发动机排气温度测量通道故障智能检测方法研究

EGT（Exhaust Gas Temperature,排气温度）测量通道故障是一种典型的航空发动机测量系统故障,如果试验过程中不能及时发现,就存在不能及时排除EGT超温、发动机喘振、发动机异常停车等故障的可能,造成重大安全隐患。通过对EGT测量通道故障现象和数据的分析,提出了一种EGT测量通道故障模糊神经网络检测算法。该算法将高压转速偏差、低压转速偏差和排气温度偏差作为模糊逻辑系统的输入参数,通过模糊推理实现故障检测。高压转速、低压转速和排气温度的估计值通过试飞数据训练的神经网络估计模型获得。理论分析和试飞数据验证结果表明,该方法具备实时检测EGT测量通道故障的能力,且具有良好的稳定性,可以满足工程应用要求。     

混沌振动信号的盲分离

飞机发动机是一个复杂的机械动力系统,存在许多非线性环节,其混沌振动综合反映各种非线性特性,因此,根据混沌振动信号来判断飞机发动机的状态及进行故障诊断就是一种有效的技术方法.由于非线性系统混沌振动信号对初始条件敏感、混沌振动频带较宽且与各种特征频率重叠、实际振动信号含有噪声和各种干扰等成分,混沌振动信号分离就成为依其判断状态和故障的关键.对仿真的混沌混合信号应用Fast ICA盲分离方法,即使在低信噪比情况下也可有效分离出混沌振动信号以及其他源信号,并将该方法应用于实际的飞机发动机的振动信号分析,分离出实际的混沌振动信号,这使通过混沌振动信号进一步判断发动机的状态成为可能.     

基于支持向量机的转子系统早期故障诊断方法

转子系统中的振动信号包含了很多状态信息,运行过程中故障特征的有效提取和识别对于转子系统早期故障诊断非常关键。针对转子系统故障信息的复杂性,提出将小波包分析和支持向量机相结合的转子系统早期故障诊断方法。该方法首先利用改进的小波包方法提取早期故障特征;然后将提取的特征向量输入基于支持向量机的分类器进行故障识别。实验分析结果表明,该方法在小样本情况下,能够有效识别转子系统的早期故障,具有很好的分类精度,而且能够实现旋转机械的多故障诊断。     

基于虚拟仪器的航空发动机转子系统早期故障识别

简要介绍了虚拟仪器及PXI(PCI extensions for instrumentation)总线技术的发展状况及优越性,设计了基于PXI硬件系统及LabVIEW软件框架下的航空发动机转子早期故障识别系统.该系统可以实现多通道高速信号采集、数据预处理、信号分析、故障推理、诊断等功能,具有良好的人机交互特性.实验证明...     

基于飞参数据的某型航空发动机DEGT估算方法

提出一种适用于某型军用航空发动机视情维修的DEGT估算方法,使用飞参中记录的低压转子转速和高压转子转速反映航空发动机工况,分别建立了发动机巡航状态和加力状态DEGT估算模型,使DEGT估算可以在每次飞行后进行.对一组实际飞行数据的实验分析表明:该方法得出的DEGT与发动机实际性能退化情况相吻合,能够较好地反映航空发动机的状态,可以应用于军用航空发动机状态监控.     

热固耦合作用下9F级燃气轮机碰摩转子的振动分析

针对燃气轮机转子碰摩故障的振动特性,建立了包含温度因素的9F级燃气轮机碰摩转子的动力学方程.建立9F级燃气轮机转子的结构模型,对燃气轮机转子进行瞬态热应力分析,同时考虑到碰摩力的影响.研究了9F燃气轮机转子从正常运行到停机72小时不同时刻的温度场及热应力.分析结果表明：采用有限元分析方法对9F级燃气轮机碰摩转子的振动特性研究是可行的,同时考虑到转子热固耦合作用的影响,对于更准确地研究转子的碰摩故障的振动特性具有重要意义.     

基于时差法的复杂转子系统声发射源定位算法

在复杂转子系统的碰摩声发射源定位中,常规的广义互相关时延估计算法难以得到准确的时延值,进而无法进行准确定位。针对这一问题,引入基于平滑相干变换(Smoothed Coherence Transform, SCOT)的双加权二次互相关时延估计算法,计算声发射源信号的到达时间差;再利用Hilbere差值法对相关峰值进行锐化,减小在碰摩过程中噪声的干扰,以获得较为精确的时延估计结果;最后使用得到的时延值进行声发射源定位。实验结果表明,与常规的广义互相关算法相比,该算法对复杂转子系统碰摩声发射源定位具有较高的定位精度。     

碰摩转子映射系统的非线性反馈混沌控制

采用不连续穿越映射技术,Jeffcott碰摩转子系统的映射在擦边碰撞附近可以近似为在一个方向上有平方根伸缩的四维映射,本文对此映射的动力学行为进行了研究,而且发现了有大量的混沌现象存在.采用非线性反馈混沌控制方法,通过选取合适的控制增益参数,可将碰摩转子映射系统的混沌运动控制到有规则的擦边周期1轨道和单点碰摩周期2轨道.数值模拟证实了分析结果.