基于LabVIEW的航空发动机气路故障分析系统设计

针对在航空发动机气路中带电粒子的电荷信号微弱,传感器工作环境恶劣的条件下,监测航空发动机气路故障的问题,设计了一种能适应高温、高噪声等恶劣工作环境并对电荷信号灵敏监测模型,使用LabVIEW软件建立了航空发动机气路不同工况中静电信号的子V1,对信号进行采集和分析.通过对航空发动机多种工况的模拟和试验,建立了航空发动机气路故障分析系统.结果表明:该监测模型分辨率高、信噪比高、稳定性好,可稳定地监测航空发动机的多种工况,为航空发动机气路故障诊断提供可靠的依据.     

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。     

小波与傅里叶变换耦合的静电监测信号去噪法

针对航空发动机气路静电监测信号微弱、背景噪声大、信噪比低、信号特征难以提取的问题,根据傅里叶变换和小波阈值降噪理论,提出了小波分解与傅里叶变换耦合的滤波法,并与常规的陷波器消噪法、小波阈值消噪法进行了对比研究.模拟实验结果显示小波分解与傅里叶变换耦合法的滤波效果明显优于其他两种方法,将该方法用于发动机气路模拟实验采集的监测信号处理,结果表明:小波分解与傅里叶变换耦合的滤波法适合对航空发动机模拟气路静电监测信号做滤波处理,可以用来提取异常信号发生的位置.     

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.     

中小型航空发动机转静子碰摩故障诊断的一种方法

提出了中小型航空发动机转静子碰摩故障诊断的一种新方法。该方法在转子系统弹性支承器的弹条上粘贴应变计,获取弹支工作过程中的动态应力信号,通过信号分析从弹支动态应力信号中提取故障特征,实现转子系统的碰摩故障诊断。实际应用表明,该方法能有效地诊断转子系统碰摩故障。     

航空发动机气路故障诊断

介绍了航空发动机气路故障诊断基准参数的选取和监测参数偏差的产生方法,探讨了采用故障相似系数进行气路故障隔离和辨识的方法,并用某型涡扇发动机实测数据验证了该方法的有效性.相似系数不仅具有明确的物理意义,而且使得故障诊断系统构造简便,故障模式扩展容易.采用相似系数进行故障模式隔离不必要求监测参数的个数大于故障模式个数.在隔离故障模式的基础上,进一步辨识发动机部件性能衰退程度,对气路故障的诊断更为深入.     

航空发动机气路传感网络的故障节点挖掘仿真

航空发动机的气路传感网络故障检测,是通过与发动机气路传感网络产生的基准线进行比较,产生的偏差作为阀值,作为检测故障的基础.由于航空发动机气路传感网络的高度非线性、噪声、测量不足等因素的影响,检测的基准线也呈现波动状态,传统的故障挖掘方法,需要通过做一些必要的假设,设置各种可能故障和性能恶化的范围,规定故障挖掘空间以降低波动干扰,但是上述假设降低了检测的精度.提出一种航空发动机气路传感网络的故障节点挖掘方法.计算故障传感节点的特征,为故障传感节点的挖掘提供数据基础.利用神经网络建立故障传感节点挖掘模型,完成故障传感节点的挖掘.实验结果表明,利用改进算法进行航空发动机气路传感网络的故障节点挖掘,能够有效提高检测的准确性和挖掘效率.     

航空发动机气路改进神经网络故障诊断研究

针对航空发动机气路故障,建立了基于改进BP神经网络的航空发动机气路故障诊断模型。采用该模型寻找发动机状态参数与不同故障模式之间的映射关系,并利用收集的JT9D发动机的气路故障样本数据对诊断模型进行训练与检验。试验结果表明,改进的BP神经网络故障诊断模型对JT9D发动机气路部件故障模式的识别具有较高的准确率,能够为基于状态的维修决策提供有效的指导与建议,进而提高航空发动机的可靠性。     

航空发动机机匣动力学研究进展与展望

航空发动机整机振动历来是发动机研发设计中不可忽视的重要部分,而机匣作为发动机的骨架,它的振动直接反映了发动机整机振动的水平.本文分析了航空发动机机匣动力学问题及故障分类,综述了机匣动力学的国内外发展现状与趋势、问题及解决的办法,并阐述了航空发动机机匣包容性问题的发展现状,最后提出了适合我国航空发动机技术水平的机匣发展设想.     

航空发动机真实机匣的包容性数值仿真

为研究某型航空发动机机匣的包容性,以该发动机三级机匣为对象,模拟真实叶片与真实机匣模型的撞击过程,分析发动机转子转速在最低速和最高速下该机匣的包容性.结果表明,在发动机转子达到最高速时机匣出现非包容事件,叶片与机匣撞击产生的部分碎片飞出机匣.对机匣外侧缠绕凯夫拉材料和钛合金材料时机匣的包容性进行仿真和比较,发现凯夫拉材料能很好地吸收部分撞击能量,避免内层机匣出现大的变形,而钛合金材料比凯夫拉材料具有更好的包容性.     

关于链路故障的分布式故障诊断

一、引言 在分布式系统中,故障诊断应包括故障结点机的诊断和故障链路的诊断,故障链路的诊断在分布式系统级故障诊断中占有重要地位,它不仅是分布式乐统级故障诊断的目标,而且也是分布式系统级故障诊断的前提,因为一个系统的链路发生故障,则将会对故障结点机的诊断带来困难。在现有的诊断算法中,并不是所有的诊断算法都考虑了链路故障。 在分布式系统中,虽然任两个结点机之间都能进行通讯,也即都能进行互测,因而实际分布式系统的测试图的拓扑结构可以是任意结构的,但我们一般只在实际分布式系统的拓扑结构是分布式的或多总线的情形下才考虑链路故障。因为在单总线系统中,链路故障的出现将是致命的,会使整个系统的故障诊断成为不可能,因此一般不考虑链路故障。     

基于故障矩阵的贝叶斯故障定位方法

故障的准确诊断和定位是云计算系统提供持续服务的前提条件;为了提高系统故障诊断和定位的性能,文章提出了一种基于故障矩阵的贝叶斯故障定位方法;首先,对云计算系统的软件结构进行了抽象,对事物进行了定义,并描述了事务的执行路径;其次,将系统运行的多个执行路径表示为故障矩阵,并给出了组件健康状态的逻辑命题表达式;最后,应用贝叶斯概率分析了系统故障的概率;实验表明,文章提出的方法与其它相关方法相比,故障识别的准确性更高,所用的执行时间更短.     

Fault Diagnosis and Fault Tolerant Control for Manipulator with Actuator Multiplicative Fault

In this paper, a new fault diagnosis and fault tolerant control algorithm for manipulators with actuator multiplicative fault is proposed. The dynamic model of the manipulator with disturbance is taken as the research object. When faults occur in the actuator, a nonlinear observer based on radial basis function (RBF) neural network is used to estimate the fault information. After the fault information is obtained, an adaptive back-stepping sliding mode controller is used to control the manipulator to reach the desired trajectory. At last, an illustrated example is given to demonstrate the efficiency of the proposed algorithm, and satisfactory results have been obtained.

     

基于故障配置的故障树生成

故障树分析是提高系统安全性和可靠性的有效方法。传统的人工故障树生成方式难以解决当前系统的庞大规模与复杂性的问题,且容易出错。为此,提出基于故障配置的故障树生成方法,引入软件产品线的可变性管理,用于系统故障建模与形式化分析。首先,定义故障特征图模型用于刻画系统故障间的约束关系,基于Kripke结构定义故障标记迁移系统来描述系统的行为;然后,基于模型的语义建立通过模型检测生成故障树的过程;最后,通过时序逻辑描述系统安全属性,利用模型检测工具SNIP验证安全属性进而生成故障树。案例研究验证了该方法的有效性。     

缓变故障的概率故障预测方法研究

针对实际过程中存在的各种不确定性因素,提出了基于主成分分析和贝叶斯AR模型相结合的概率故障预测算法.该算法首先对过程数据进行主成分分析,得到T~2和SPE统计量,并对其进行Box-Cox变换.对变换后的两个序列分别建立贝叶斯AR模型,得到一系列下一时刻预测值.将所得预测值经Box-Cox反变换还原为原分布下的统计量预测值,并由核密度估计及相应控制限计算统计量超限概率,实现故障预测.最后,仿真结果表明了该方法的有效性.     

故障和容错机制的层次模型

该文讨论了根据系统划分和功能两种不同角度建立的系统层次模型,在此基础上分析了这两种系统层次模型对建立故障模型和客借机制模型的指导作用。     

故障信息Web发布系统故障简报功能的设计与实现

从故障类型判断逻辑、故障简报形成机制、简报界面设计等多个方面说明了故障简报的设计原理,阐述了其在故障信息系统中应用功能的实现方式,以业务应用为目标,介绍了其在Web发布界面的显示方式。     

Fault tolerance

This special issue reports on the methodological progress in some selected areas of fault tolerance as well as practical experience gained by developing concrete fault-tolerant systems. Correspondingly, the issue contains contributions from the research community as well as from industry     

基于故障诊断观测器的输出反馈容错控制设计

针对自适应故障诊断观测器需要误差系统满足苛刻的严格正实条件(Strictly positive real, SPR)和难于处理输出存在扰动的不确定性系统等问题, 提出了一种新型的增广故障诊断观测器的设计方法, 不仅显著地拓宽了自适应故障诊断观测器的适用范围, 而且其具有处理系统扰动的良好性能. 在故障估计的基础上, 提出了动态输出反馈容错控制的设计方法, 避免了基于观测器的状态反馈容错控制的设计难点. 同时, 故障诊断观测器和输出反馈容错控制是分开设计的, 并且又考虑了各自的性能, 简化了设计过程. 最后, 通过仿真实验验证了所提方法的有效性.