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。     

基于时变自回归模型的非平稳数据预测方法研究

针对现有的自回归（Autoregressive,AR）模型对非平稳数据预测效果不佳的问题,提出了基于时变自回归（Time-Varying Autoregressive,TVAR）模型的时序预测方法.针对某型国产飞机发动机的低压转速信号,使用TVAR模型分别进行点预测和区间预测,并与AR模型的点预测结果进行对比.研究结果表明,TVAR模型能够很好地反映非平稳数据的变化趋势.在给定置信水平下,TVAR预测区间能够包含真实数据,因此TVAR模型在时序预测中具有更好的预测效果.     

基于改进时变自回归模型的滚动轴承故障诊断

针对现有的时变自回归(Time-Varying Autoregressive, TVAR)模型应用于滚动轴承故障诊断中的问题,提出了一种前向估计与后向估计相结合的改进模型。该模型在引入时变遗忘因子的基础上,定义了前后向联合估计的均方误差并对基函数的加权系数求偏导,得到了加权系数的计算公式,然后利用递推最小二乘(Recursive Least Squares, RLS)方法推导了该计算公式的递推形式。针对滚动轴承内圈故障的仿真和实验信号,使用改进前后的模型进行时频分析。仿真和实验结果表明,改进后的模型有效地克服了现有模型无法获得初始时刻频率估计的缺点,具有更高的时频估计精度,更强的抗噪声能力,能够更加有效地提取滚动轴承的故障特征频率。     

基于非线性动力学的滚动轴承故障工程建模与分析

针对滚动轴承出现故障后的振动特征,根据轴承故障产生机理建立了一个6自由度故障轴承动力学工程模型。模型中充分考虑了由轴承间隙所引起的轴承非线性时变刚度和滚动体滑动等影响因素,并且引入单元谐振器模拟出现故障后轴承元件的高频固有振动。使用龙格库塔数值积分方法分别对滚动轴承外圈、内圈和滚动体局部故障进行动力学仿真和分析,结果与实验基本保持一致,表明该模型在工程应用中具有一定的准确性和实用性。     

基于凸多面体构造的多项式LPV系统性能分析

针对现有多项式线性变参数(Linear Parameter Varying LPV)系统性能分析方法计算效率低、保守性较大的问题,为了提高性能,给出了一种改进的基于凸多面体构造的分析方法.利用系统参数轨迹的导数信息构造凸多面体簇分段包含参数轨迹,并结合参数化Lyapunov函数和线性矩阵不等式(Linear Matrix Inequalities LMI)方法进行了系统全局性能分析,从而减少了由构造方法带来的分析保守性.仿真结果表明,构造方法能够有效提高系统性能计算的效率,并减少系统性能分析的保守性.