航空发动机气路碎屑静电监测传感器设计与试验

设计了一种航空发动机气路碎屑静电监测传感器.在阐述碎屑颗粒荷电机理的基础上,对该传感器感应原理进行了研究,然后在静电感应原理的基础上进行了棒状静电传感器和环状静电传感器的结构设计,为防止绝缘套管的过压崩坏,对探极与套管之间的间隙配合进行了详细计算,最后利用实验验证了所设计的静电传感器的有效性,实验结果表明:环状静电传感器可以得到比棒状静电传感器更高的检测信号输出信噪比.     

航空发动机气路静电监测传感器特性

分析了发动机气路静电监测的原理,对监测系统关键器件—静电传感器的灵敏度分布和频率响应特性进行了研究,通过数值模拟和曲线拟合的方法确定了传感器的灵敏度分布函数,进而推导了传感器的频率响应函数,分析了传感器探极半径和对灵敏度分布与频率响应影响,以及颗粒运动速度对频率响应的影响。理论分析和模拟实验结果表明:静电传感器在空域和时域内均为低通滤波器,半径大的传感器灵敏度较高,空域频谱和时域频谱较宽。颗粒运动速度越快,传感器输出信号的频带越宽,但幅值相对越小。     

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.     

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。     

航空发动机故障特征仿真研究

航空发动机作为飞机的核心,决定着飞机的性能和安全。发动机一旦出现故障,很可能导致非常严重的航空事故,造成巨大的人员伤亡和经济损失。根据航空发动机故障机理,通过建立航空发动机部件模型对常见的气路故障进行分析与仿真,并根据振动-征兆关系矩阵对振动故障进行仿真,获得了两类故障的特征。目的是为保证航空发动机的安全运行,发动机故障诊断和预测提供依据。     

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.     

航空发动机静电传感器前置放大器设计

分析了静电监测传感器的原理和信号特点,设计了一种适用于发动机气路静电监测的传感器信号前置放大器,此放大器具有高输入阻抗、低输出阻抗、低噪声、高共模抑制比等特点,并给出了该放大器的电路分析与设计要点。发动机气路模拟实验表明：该放大器可以对微弱信号进行无失真放大,有效地实现对气路静电监测信号的调理,为后续的信号采集和处理奠定了基础。     

基于径向基神经网络的航空发动机气路故障诊断

基于径向基神经网络对民用高涵道比航空发动机风扇、增压级、高压压气机、高压涡轮、低压涡轮5大气路部件的效率降低故障进行诊断;采用Gasturb进行故障训练样本和测试样本库的生成,诊断结果显示,采用径向基神经网络进行航空发动机气路故障诊断的计算时间短、精度较高,不仅能定性的定位故障部位,而且在大多数情况下可以定量的给出该部件的性能衰退程度;某些情况下诊断结果与测试样本不尽一致,但都是方程的合理解,这是因为航空发动机的数学模型是一个多解的复杂方程,一个总性能的衰减对应着多组部件性能衰退的组合;随噪声幅值加大,诊断精度变差,同时研究发现诊断精度受噪声影响的敏感系数在不同的噪声幅值水平下是不同的。     

航空发动机传感器故障诊断设计与验证综合仿真平台

针对航空发动机传感器故障诊断算法无法快速和高效地完成硬件在回路仿真问题;提出了基于虚拟仪器语言与快速原型化技术的航空发动机传感器故障诊断硬件在回路仿真方法,并研制了基于该方法的硬件在回路实时仿真平台;经过实验验证后,该平台不仅为发动机传感器故障诊断方法提供了实时仿真平台,同时为扩展本平台使之成为完全的半物理仿真平台奠定了基础,有一定的工程实用价值。     

航空发动机气路检测静电传感器仿真研究

针对航空发动机气路静电检测静电传感器的复杂工作环境,开展传感器的流场、电场、温度场耦合的多物理场建模与仿真研究。采用有限元分析软件建立静电传感器的数值模型并进行仿真分析,研究探针型静电传感器探极的直径、长度、布局位置对发动机尾气静电信号的影响,最后通过在尾气静电试验平台测试,对仿真分析的结论进行验证,从而为静电传感器的工程化应用提供理论支撑。     

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。     

网络化试飞测试系统半实物仿真平台开发设计

面对空间分布更广、被测对象更多、系统功能更复杂的测试要求,民用飞机试飞测试多采用网络化测试系统架构,然而因为网络技术本身的特点,网络化测试系统仍然存在实时性、可靠性以及稳定性的问题,针对这些问题,通过构建网络化试飞测试系统半实物仿真平台,模拟网络化试飞测试系统测试数据传输环境,并提出各网络性能参数的监测方法,为网络化试飞测试系统设计及优化提供实验平台及量化数据,从而指导机载测试系统设计,确保测试数据有序可靠地传输.     

开放式测试仿真平台研究

设计并实现了一个面向被测设备(UUT)的开放式测试仿真平台，可用于各种通用自动测试系统(ATS)研制开发过程中测试程序集(TPS)的调试与性能验证。平台以物理仿真方法实现被测设备在各种工作状态下的信号输出和测量行为，以便在没有UUT的情况下，实现TPS的集成与调试，验证ATS的功能与技术指标是否符合要求。     

干扰仿真测试平台的设计与实现

对调频干扰仿真技术进行了较为深入的研究和探索,设计并实现了一种新的干扰仿真测试平台;在给出典型周期调频和噪声调频干扰信号的数学模型后,分别又对不同干扰信号的特征进行了分析讨论;利用MATLAB7.0和VC 6.0等工具软件,建立了一套完整的调频干扰仿真测试系统,实现了不同状态参数下调频干扰模型的可视化仿真输出;通过对最终仿真测试结果与实际干扰过程中所采样到的实验数据的相关性比较,发现该仿真测试平台具有较高的准确性和良好的可操作性,表明了该方法的有效性;该项目的开展对于调频干扰模式的理论研究有较强的实践指导意义.