航空发动机起动规律试车台测控系统设计

利用先进测控技术,结合航空发动机试验特点,建立一套先进的航空发动机起动规律试车台测控系统,用于模拟各种大气条件下航空发动机地面无冲量起动试验的状态监视及设备控制。该系统的性能在发动机起动试验中得到验证,实践证明该套系统具有较高的稳定性和可靠性,以及良好的工程应用价值。     

基于卷积自编码神经网络的航空发动机轴承故障诊断方法研究

航空发动机轴承早期故障多是由于裂纹、疲劳剥落和保持架损坏造成的,这类型的故障在发动机振动信号中均会产生瞬时的冲击;但是,在早期故障中,振动信号由于夹杂过多部件耦合激励,缺陷冲击信号很难辨识,早期故障诊断十分困难;采用了基于卷积自编码网络的航空发动机轴承早期冲击故障特征提取方法,通过分析信号中冲击成分的周期性,利用卷积自编码网络的平移不变学习特性,自动捕获信号中的周期成分,将信号分解为由卷积核重构的多个特征分量,实现信号特征分量的自学习,考虑到峭度指标对信号冲击成分描述的特点,使用峭度指标作为最优特征分量的选取指标,进而实现早期冲击故障特征的提取;最后利用仿真数据和轴承数据验证了该方法的有效性.     

航空发动机离心叶轮叶片动特性试验研究

在离心压气机试验台对离心叶轮叶片动应力测量技术进行了试验研究,介绍了应用电阻应变计和高速滑环引电器成功录取了压气机台架试车转速至39500 r/min的离心叶片动应变数据,分析了测试过程中遇到的问题,提出了今后测试的改进措施,并对试验结果进行了初步的分析.通过研究获得离心压气机工作过程中,大小离心叶片动频和动应变随转速变化的规律以及叶片在特定气动力激励条件下的动态响应.     

民航大涵道比涡扇发动机总体性能参数敏感性分析

基于Gasturb总体性能分析软件对民航大涵道比涡扇发动机高空巡航阶段的3个监控性能参数受5个气路部件效率影响的敏感性进行分析;研究发现高空巡航阶段高压压气机、高压涡轮的效率降低对排气温度影响较大,风扇、增压级和低压涡轮的效率降低影响稍小;五大气路部件的效率降低会带来排气温度、燃油流量的上升,而对高压转子转速则有正和负的效应,其中低压轴上的3个部件的效率降低会增加高压转子转速;而高压轴上的两个部件的效率降低会导致高压转子转速的下降,这与发动机以风扇转速作为被控参数的控制规律有关。     

基于支撑向量机的航空发动机故障诊断研究进展

支撑向量机因其适用于多参数、小样本的非线形问题,是一种极具潜力的航空发动机故障诊断方法。在分析基于支撑向量机的航空发动机故障诊断研究进展的基础上,对若干需要进一步研究的问题,如核函数的参数选择、核函数的选择、多类故障的分类策略以及SVM算法的优化进行探讨。     

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。     

多机制优化的模拟试验台数据流实时迁移研究

航空发动机高空模拟试验作为检验航空发动机性能的重要手段,其试验流程中采集的各传感器测点数据极为重要与珍贵。为了使数据信息的展示更为直观并且更深入挖掘数据潜在的价值,提出基于多框架集成的航空发动机高空模拟试验台数据流实时迁移及可视化技术。首先,利用MyBatis-Plus自动视图层构建可视化技术将存储于底层历史数据库中的信息直观地展示于Vue框架的浏览器端表结构空间中,方便试验员查看分析;然后利用基于GateWay限流机制的JDBC接口融合全量/增量和基于负载均衡机制的MyBatis框架融合多线程并行传输流的数据流迁移技术,将历史数据库中可供后续算法分析利用的重要数据信息同步至本地数据库中;最后,利用Vue框架的数据流前端监控界面,验证数据可视化展示的直观性、完整性、有效性和数据流同步的实时性。     

多源信息融合的航空发动机异常检测方法研究

针对航空发动机中单参数表征性能不全面,且易受外部环境和飞行工况等因素影响的问题,提出一种基于谱回归和高斯混合模型的多源信息融合的健康因子构建方法。选取记录完整并与发动机健康性能关系密切的参数,以同架飞机左右发动机的性能参数差异值作为数据源,通过谱回归进行特征降维,采用高斯混合模型构建正常状态模型,再以基于贝叶斯推断的距离表征测试数据与高斯混合模型的全局距离判别发动机的异常状态。通过两个航空发动机异常事件案例中真实QAR数据进行验证,结果表明所提方法相较于航空公司能够更有效评估航空发动机的健康状态,提前识别出发动机的异常点,预留出足够的时间为发动机制定可靠的维修计划,提高飞机的安全性与经济性。     

基于控制器切换的涡扇发动机转速调节及安全保护

本文通过多个控制器间的切换改善了航空发动机加速过程的动态性能,并在转速过高时加以保护。首先,根据航空发动机控制系统模型利用区域极点配置方法对于每个子系统设计一个H∞输出跟踪控制器,并且设计滞后切换规则,使发动机高压转子转速既能快速跟踪参考加速曲线又能保证较小超调,同时由于滞后切换规则的存在避免频繁切换造成的执行机构不必要的损耗;然后设计安全保护控制器及事件触发的切换机制,在高压转子转速过高时保护转速使其不超过最高转速边界,保证飞行安全;最后通过数例仿真验证了本文方法的有效性。     

涡扇发动机气路健康的简约卡尔曼滤波估计

由于航空发动机气路中传感器的数目有限,令气路健康参数的估计结果带有不确定性,为此,我们提出基于简约卡尔曼滤波器的机载自适应模型.该模型通过矩阵变换降低健康参数矩阵的维数,把简约卡尔曼滤波器的估计偏差和方差的加权和作为最小化的目标,采用自适应遗传算法构造出一个较准确,能反映发动机性能的健康参数子集.从理论上进一步论证了简约卡尔曼滤波器的估计方法.对某型涡扇发动机气路部件进行性能估计作数值仿真,结果表明,基于简约卡尔曼滤波器的机载自适应模型方法适用于在包线内传感器个数少于健康参数条件下,有效估计出发动机气路健康性能.