基于竞争失效的航空发动机剩余寿命预测

航空发动机作为典型的复杂机电系统,具有失效模式多样性的特点。多失效模式相互作用,实质上是竞争失效的关系,导致航空发动机剩余寿命预测的复杂性。针对航空发动机失效模式及失效规律特点,提出基于竞争失效的航空发动机剩余寿命预测方法,解决航空发动机健康管理的核心和关键问题。分析航空发动机两类失效模式——性能退化失效和突发失效的作用机制及相关性,构建基于竞争失效的航空发动机剩余寿命预测体系。结合航空发动机不同失效模式及数据特点,分别针对性能退化失效和突发失效建立剩余寿命预测模型。利用贝叶斯线性模型融合状态监测信息,建立航空发动机性能退化轨迹模型,实现针对不同性能退化情况下的航空发动机剩余寿命预测。以分析性能退化规律为基础,利用航空发动机故障信息,建立混合Weibull可靠性模型,量化性能退化失效对突发失效的影响,实现航空发动机突发失效剩余寿命预测。通过算例,验证提出方法的有效性。结果表明,考虑竞争失效的多模型剩余寿命预测技术能客观、准确描述航空发动机寿命变化规律。     

基于后验概率SVM的航空发动机滚动轴承状态评估北大核心

为了准确地进行航空发动机滚动轴承状态评估,提出了一种基于后验概率支持向量机的航空发动机滚动轴承状态评估方法。首先利用仿真数据建立了后验支持向量机模型,进行了分类试验和后验概率预测验证,然后利用航空轴承失效监控试验系统进行了滚动轴承性能退化试验,得到轴承不同工作状态的振动数据,最后利用获取的试验数据进行了滚动轴承状态评估,充分验证了该评估方法的正确性。     

基于后验概率SVM的航空发动机滚动轴承状态评估

为了准确地进行航空发动机滚动轴承状态评估,提出了一种基于后验概率支持向量机的航空发动机滚动轴承状态评估方法。首先利用仿真数据建立了后验支持向量机模型,进行了分类试验和后验概率预测验证,然后利用航空轴承失效监控试验系统进行了滚动轴承性能退化试验,得到轴承不同工作状态的振动数据,最后利用获取的试验数据进行了滚动轴承状态评估,充分验证了该评估方法的正确性。     

基于CNN-BiLSTM的航空发动机滑油流量故障诊断预测方法研究

航空发动机滑油系统为整个发动机的传动系统、轴承齿轮等部件提供滑油,是保证航空发动机正常运行的重要系统,因此准确对航空发动机滑油量进行预测是对保证飞机飞行的安全有重要意义的。为了提高预测准确性,提出了一种基于CNN-BiLSTM的航空发动机滑油流量预测模型,可以同时捕捉数据中的空间特征以及时序关系。以某航QAR数据进行验证,结果与CNN和LSTM模型进行对比,左发预测准确率提升了2.43%和7.85,右发预测准确率提升了7.97%和10.82%,证明了本文所提方法的有效性,为航空发动机滑油流量故障诊断的预测方法提供了新的解决方案。     

基于神经网络的飞机发动机性能趋势预测系统

讨论了如何利用ACARS报文数据获取飞机发动机性能参数的运行数据,利用神经网络自学习能力特点,建立一种智能、客观、准确地预测航空发动机性能趋势的新方法。经人工智能算法分析,通过发动机的历史飞行数据,预测未来某时刻航空发动机性能参数的变化趋势,建立一套基于神经网络的飞机发动机性能趋势预测系统。     

航空通信抗干扰试飞试验设计与评估

针对以实际飞行形式开展航空通信系统抗干扰能力评估的相关难点,首次提出基于干信比模型和航线布站的航空超短波通信抗干扰试飞方法.以对扩频通信实施压制干扰为例,在建立干信比模型基础上,通过地面干扰机、通信电台布设以及对载机航线设计,确立检测量与试验参量的关系.研究结果在某型航空通信系统试验中得到认可和应用.     

基于神经网络的飞机发动机性能趋势预测系统

讨论了如何利用ACARS报文数据获取飞机发动机性能参数的运行数据,利用神经网络自学习能力特点,建立一种智能、客观、准确地预测航空发动机性能趋势的新方法.经人工智能算法分析,通过发动机的历史飞行数据,预测未来某时刻航空发动机性能参数的变化趋势,建立一套基于神经网络的飞机发动机性能趋势预测系统.     

基于改进TOPSIS法的航空发动机性能评估方法

针对TOPSIS改进方法的逆序和中垂线矛盾问题,本文以原点为负理想解,对航空发动机性能参数进行标准化处理,并提出了基于网络层次法参数权值计算方法,通过以表征参数相关性的马氏距离计算性能贴近度,最后以PW系列8台发动机航后信息作为输入量进行评估验证。结果表明:基于改进TOPSIS的发动机性能评估模型解决了TOPSIS法模型因逆序和中垂线矛盾问题引起评估结果偏差较大的问题,能准确地反映发动机性能状态,同时与ANP法评估结果的一致性说明改进TOPSIS法得到的发动机性能排序是可靠性,为发动机性能评估提供一种新方法。     

面向场景的航空发动机基于模型的系统工程设计

在分析当前主流基于模型系统工程(MBSE)设计方法的基础上,针对商用航空发动机研制的复杂性及其系统设计中需求分析与物理模型交互难的问题,提出一种面向航空发动机全生命周期运行场景的MBSE设计方法.结合商用航空发动机设计研发特点,构建了一套面向全生命周期运行场景的MBSE设计流程,基于发动机全生命周期运营阶段、内外部环境、状态模式3个维度组合的场景全面捕获系统需求;基于可扩展标记语言的数据交换格式,对SysML模型和Modelica模型转换技术进行研究,实现了从需求模型到物理性能模型的转换,从而支撑基于同一架构开展系统功能和性能设计,进而建立面向商用航空发动机运行场景的一体化多学科仿真环境,实现对商用航空发动机研制需求的闭环验证.以某型号大涵道比涡扇航空发动机的地面起动场景为例,验证了所提方法和技术的可行性与有效性.     

基于支持向量机的航空发动机磨损趋势预测

基于支持向量机开发的航空发动机磨损趋势预测技术运用结构风险最小化准则,可通过内积函数将低维空间的非线性问题转化为高维空间的线性问题,在发动机滑油光谱监控中十分有用.阐述了支持向量机的原理和数学模型,建立了适用于航空发动机磨损趋势预测的支持向量机回归模型和自回归模型,并对支持向量的核函数模型参数进行了讨论.对实际发动机的润滑油光谱监控数据趋势预测结果表明,基于支持向量机回归模型的趋势预测技术具有很高的预测精度和很强的实用性,可有效提高通过润滑油光谱监控技术预报航空发动机磨损类故障的预测能力.     

基于改进模糊综合评判的航空发动机状态评估

针对传统依靠单一参数对发动机性能状态进行评判的不足,基于航空发动机性能状态监测的模糊评判方法,建立融合12个性能指标的航空发动机性能评价指标体系;通过对多台发动机历史数据的分析,利用粗糙集确定某型涡扇发动机各个性能指标的权重值;利用加权求和广义模糊算子等相关知识对某台缺乏历史数据的发动机的性能状态进行最终评判。结果表明:该改进的模糊综合评判法能够监测航空发动机性能所处的状态,提前预报故障,在航空发动机性能评判中具有较高的实用价值。     

基于GPRS的农村污水处理远程监测系统

针对农村污水处理设施分布广,难以集中监测和统一管理的问题,对信号采集技术、无线传输技术和远程监测系统等方面进行了研究,提出了一种基于Cortex-M0内核单片机以及GPRS技术的农村污水处理远程监测系统,利用TCP/IP协议自定义格式实现了现场与远端服务器之间的信息交互。首先介绍了系统的整体结构,其次描述了系统各模块的设计过程,最后对系统的性能进行了实地的测试。研究结果表明,该系统能实时监测污水处理系统的各项参数,能够实现数据存储、历史数据查询、报警设置等多项功能,同时系统运行成本低,管理简单,维护方便,满足了农村污水处理远程监测系统的技术要求。     

基于CBM策略的航空发动机在翼寿命预测研究

为了给航空公司制定航空发动机拆换计划提供科学合理的依据,基于视情维修方式,对航空发动机的在翼寿命进行了研究。首先,根据发动机历史拆换记录,基于比例危险-比例优势模型建立了发动机维修决策控制限的数学模型。然后,利用基于最小二乘支持向量机的时间序列预测方法对发动机状态参数进行了趋势预测,进而结合维修决策控制限模型便可得到发动机在翼寿命的预测结果。最后通过实例验证了该方法的有效性和实用价值。     

大型炼化装置机组在线监测系统的设计与选型

机组在线监测系统的自动化、智能化水平是大型炼化装置设计选型首先要面对的问题。国内石油化工企业选用的状态监测系统由于智能化程度不高而变成少数专业人员掌握的技术,机组的安全可靠运转不能摆脱对人的依赖,设备事故不能避免,预知维修水平较低。实践证明:状态监测专家自动诊断和自动预测系统是物联网的发展方向,在线监测、报警联动、预案管理、决策支持是保证大型炼化装置设备安全稳定运行的重要保证。     

基于递归过程神经网络的航空发动机滑油系统状态监测

针对航空发动机滑油系统状态监测问题,提出了递归过程神经网络模型。其隐层和输出层为过程神经元,该网络的输入信号为时变函数或过程,并且含有一个特别的关联层,在建模过程中能储存系统过去更多时刻的状态信息,使得网络结构适于预测时间序列问题。文中给出了相应的学习算法,并且分别利用人工神经网络和递归过程神经网络对航空发动机滑油系统状态进行预测。结果表明,递归过程神经网络预测精度高,优于传统人工神经网络的预测能力。为航空发动机滑油系统状态监测问题提供了一种有效的方法。     

基于最小二乘支持向量机的航空发动机故障远程诊断

将最小二乘支持向量机(least square support vector machine,LS-SVM)应用于航空发动机气路故障诊断。首先,分析了用于气路故障诊断的巡航偏差数据类别,建立用于进行机器学习的诊断模型训练集,构建基于LS-SVM的气路故障诊断模型;其次,采用模式搜索法优化LS-SVM建模,获取最优建模参数;最终,通过直接面向地空数据链(aircraft communication addressing and reportingsystem,ACARS)链路的报文解析组件,实时获取发动机巡航偏差数据集,远程诊断发动机气路故障。航路应用和对比实验表明:最小二乘支持向量机模型具有较高的诊断精度,适用于气路故障的远程诊断。     

基于GPRS的配变在线监测系统终端设计

针对目前配电变压器数量众多、布置分散、运行管理困难和没有通信功能的特点,研制一种应用GPRS无线通信技术的配电变压器在线监测系统。采用高性能DSP控制器、高精度数据采集模块和SIM300通信模块,实现配电变压器的运行参数远程查询、历史曲线显示和报警等多种功能。监测系统采用模块化设计思想,结构简单、功能实用、可靠性高,符合现代配电自动化的需要。     

基于状态监测和故障诊断的设备管理系统

当前由于状态监测和故障诊断与维修管理的相互脱节,使其应有的作用没有得到充分发挥。针对这种情况,采用了离线和在线监测诊断相结合的状态维修策略,建立了状态维修的工作模型,运用集成定义方法建立了系统的功能模型,进而综合采用网络技术、计算机技术和数据库技术等,开发出了基于状态监测和故障诊断的设备管理系统,为企业成功开展状态维修提供了有效的管理工具。     

基于VC＋＋的钻机起升综合实验装置监测系统设计

设计了一种基于VC＋＋编程环境的钻机起升实时监测系统。该系统主要由传感器、数据采集部件、通信接口电路、PC机及相应的系统软件构成。系统软件在Microsoft Visual C＋＋6．0集成环境下开发,采用模块化的设计思想,主要包括数据采集模块、报警模块、数据保存模块、数据处理和分析模块。     

基于ARM的山体滑坡远程无人监测系统

阐述了山体滑坡远程无人监测系统的构成。以ARM处理器为核心,采用加速度传感器,通过A/D采集数据并进行报警值判断。配合SIM300 GPRS模块对山体进行实时监测和报警,并以短信形式将山体突发状况发送给远程监测人员。系统设计中引入键盘管理和多线程设计思想。说明了传感器模块的设计实现方法。系统中稳定的太阳能和蓄电池联合供电系统,使系统具有体积小,操作简便等优点,适用于具有无线信号偏远山区的滑坡灾害监测。