静电传感器对滑油系统磨粒 电量测量方法研究

根据静电感应原理,磨粒出现在空间不同位置时,静电传感器电极感应到的电荷量相差很大,由于磨粒出现的位置是未知的,因此很难精确测量磨粒的带电量。借助数学模型,对传感器输出信号与磨粒的关系进行仿真分析。由仿真结果可知,信号的幅值与磨粒携带的电荷量以及磨粒在传感器中所处的径向位置有关;而在已知管道中滑油流速分布的情况下,脉冲宽度只与径向位置有关。提出了通过脉冲宽度确定磨粒所处的径向位置,根据传感器在该径向位置处的灵敏度获得比较准确的磨粒带电量的测量方法。通过带电油滴模拟磨粒,对该方法进行实验验证,实验结果与仿真分析结果基本重合,该方法的测量结果与通过静电计测得的结果相比,误差不超过5%。     

基于模态分量优化重构和稀疏表达的 静电信号联合降噪方法

航空发动机静电监测技术表现出了较高的故障预警能力,但原始静电信号常包含较多噪声,为提高故障信息提取的准确性,必须对静电信号进行降噪处理。本研究首先介绍了静电监测技术的原理,分析了信号的噪声的来源和主要构成;针对静电信号耦合噪声滤除问题,引入了信号稀疏表达和经验模态分解理论,研究了模态分量的筛选依据和相关准则,并提出了一种基于模态分量优化重构和稀疏表达的联合降噪算法和具体流程;利用所提方法对涡扇发动机试车实验中采集的实际静电信号进行了降噪效果验证,并与其它方法进行了对比。结果表明本文方法在滤除随机噪声以及工频干扰的同时能更高程度的保留有用异常颗粒信号,稀疏迭代次数在设置为20～50时均能够较好提取异常信号。     

进气道静电传感器空间模型解析及感应信号影响因素实验分析

对进气道静电传感器的在航空发动机状态监测中的重要应用进行介绍并详细分析了静电监测原理，详细描述外来物静电感应的空间物理模型。根据进气道环状静电传感器的特性和空间物理模型构造出进气道静电传感器的空间感应数学模型，并利用数学推演的方法进行模型解析，得到了传感器输出信号的数学表达式；利用所获得的数学方程对进气道静电传感器静电感应信号的主影响因素逐条分析并讨论，然后以除传感器物理参数外的3个主要影响因素作为实验研究的变量，通过静电测试台架及用于进气道模拟的静电传感器完成了一系列验证实验，得到了实验数据并进行处理，根据数据处理结果详细讨论了主要影响因素与静电输出信号的关系。实验结果表明：油滴穿过速度、油滴荷电量、油滴径向位置都会对输出信号产生影响。     

基于静电监测和神经网络的航发典型故障诊断

为解决航空发动机中典型气路机械故障模式的诊断问题,开展了故障模拟静电监测实验。利用经典特征参数分析了4类典型故障模式下的静电信号,在此基础上进一步提出几类新特征指标和初始故障判别逻辑理论,并利用Fisher准则方法对所提新特征指标的有效性进行验证。提出一种基于自组织映射神经网络的气路故障诊断工程化应用方法,并对故障诊断算法进行实例验证,结果表明,基于静电信号和自组织映射神经网络的气路故障诊断方法能够很好地识别不同故障模式并具备良好的可视化表达效果,为气路故障诊断提供了一种很好的工程化研究方法。     

航空发动机尾气静电监测及其信号特性分析

对尾气静电传感器在航空发动机气路状态监测中的发展和应用进行分析,描述了尾气静电监测原理和尾气静电传感器物理模型;在此基础上建立了其空间感应数学模型,得出感应信号输出的数学表达式并分析静电传感器输出信号的影响因素;搭建了该静电传感器的性能测试台架,以输出信号的主要影响因子作为实验中的自变量,进行了3组参数对比实验,根据实验量化结果分析完成了对所获得数学表达式的验证。实验结果表明,粒子运动速度、带电量、相对运动位置是影响静电感应信号输出的主要因素。