基于熱力參數(shù)的燃?xì)廨啓C(jī)故障診斷標(biāo)準(zhǔn)數(shù)學(xué)模型的研究與開發(fā).pdf

1、目前，隨著燃?xì)廨啓C(jī)在軍事和民用領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，其重要性也得到了逐步的提高。其獨(dú)特的優(yōu)越性已經(jīng)使其成為一些部門的關(guān)鍵設(shè)備，但其系統(tǒng)的復(fù)雜性與整體性又給我們在使用過程中帶來挑戰(zhàn)，當(dāng)某個(gè)子系統(tǒng)發(fā)生故障或某一個(gè)零件失效時(shí)，都會(huì)帶來機(jī)器的停止并造成嚴(yán)重的后果。在傳統(tǒng)維修過程中一般采取事后維修和定期維修兩種，但是這兩種維修方式都存在嚴(yán)重弊端。采取事后維修一般會(huì)造成巨大的成本損失，而定期維修又不能適應(yīng)機(jī)器故障出現(xiàn)的不定性規(guī)律。隨著人工智能的提出以及專

2、家系統(tǒng)的快速發(fā)展，一種新的維修方式預(yù)知維修已經(jīng)廣泛應(yīng)用于燃?xì)廨啓C(jī)這種大型系統(tǒng)的維修。隨著各種技術(shù)的全面發(fā)展，專家系統(tǒng)也得到很好的補(bǔ)充和完善。目前在燃?xì)廨啓C(jī)的故障診斷專家系統(tǒng)的開發(fā)上也是一個(gè)多種診斷理論和方法交融的過程，診斷的準(zhǔn)確性和正確性有很大程度的提高。但隨著技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的基于振動(dòng)信號(hào)的診斷方法已出現(xiàn)一定的局限性，不能完全滿足燃?xì)廨啓C(jī)診斷系統(tǒng)的發(fā)展需要特別在針對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)通流部分的診斷更顯得捉襟見肘。因此，為了解決這些問題，許多專家

3、學(xué)者提出基于熱力參數(shù)的燃?xì)廨啓C(jī)故障診斷。目前，基于熱力參數(shù)的燃?xì)廨啓C(jī)故障診斷都需要建立燃?xì)廨啓C(jī)的故障數(shù)學(xué)模型。通過此模型的建立，可將作為故障征兆的性能參數(shù)變化量轉(zhuǎn)化為可測參數(shù)的變化量，直接應(yīng)用于故障診斷。但是，故障模型的建立需要大量的燃?xì)廨啓C(jī)無故障狀態(tài)下的運(yùn)行參數(shù)，而且大部分的參數(shù)都是不可測量的。因此，為了得到這些無故障狀態(tài)下的運(yùn)行參數(shù)，就需要建立燃?xì)廨啓C(jī)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)學(xué)模型。 鑒于此，本文結(jié)合某型三軸艦載燃?xì)廨啓C(jī)熱參數(shù)故障診斷系統(tǒng)開

4、發(fā)的國防預(yù)研項(xiàng)目，建立了某型三軸燃?xì)廨啓C(jī)的通流部分的部件標(biāo)準(zhǔn)數(shù)學(xué)模型，用于求解該型燃?xì)廨啓C(jī)的無故障狀態(tài)參數(shù)。在部件的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)學(xué)模型建立過程中，利用MATLAB回歸函數(shù)的功能，對(duì)既定形式的函數(shù)進(jìn)行回歸分析，得到了某型三軸燃?xì)廨啓C(jī)的壓氣機(jī)、燃燒室和渦輪等部件的解析式。針對(duì)回歸過程中的初值難以確定問題，本文采取了初值的多次逼近方法。根據(jù)運(yùn)算結(jié)果，重新賦予初值，直至前后兩次的運(yùn)算結(jié)果在一定的誤差允許范圍內(nèi)為止，提高了模型的建立精度。通過所建立的模

5、型，本文得到該型機(jī)的部件運(yùn)行特性圖，并開發(fā)出某型三軸燃?xì)廨啓C(jī)的無故障運(yùn)行模擬器。具體工作如下： 1，針對(duì)該型機(jī)通流部分的部件結(jié)構(gòu)特征，確定特性參數(shù)間的函數(shù)關(guān)系，利用MATLAB建立起燃?xì)廨啓C(jī)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)學(xué)模型。 2，利用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)計(jì)工況點(diǎn)的熱參數(shù)求解，并根據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行模型可靠性的證明。 3，根據(jù)所建立的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行某型三軸燃?xì)廨啓C(jī)的壓氣機(jī)、燃燒室和渦輪等部件的特性曲線繪制與分析。