基于振動(dòng)分析的民航發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)故障診斷研究.pdf

1、民用航空事業(yè)的快速發(fā)展對(duì)民航運(yùn)營(yíng)安全性和經(jīng)濟(jì)性提出了越來(lái)越高的要求，發(fā)動(dòng)機(jī)作為民航飛機(jī)的核心部件，其運(yùn)行狀況勢(shì)必制約整機(jī)的運(yùn)營(yíng)安全和經(jīng)濟(jì)效益。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在造成飛行事故的各種機(jī)械故障中，發(fā)動(dòng)機(jī)故障約占了1/3，其中有60％-70%為轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度故障。由此可見(jiàn)，開(kāi)展發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)故障診斷是實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)健康管理和視情維修，提高飛行安全，降低維修成本的重要手段，因此研究先進(jìn)的故障診斷方法與技術(shù)具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值。本文圍繞民航發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)

2、子系統(tǒng)故障診斷的若干關(guān)鍵問(wèn)題，采用仿真分析和模擬實(shí)驗(yàn)等手段，對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)故障數(shù)據(jù)庫(kù)建立、故障信號(hào)分析處理與特征提取、故障識(shí)別與診斷決策等內(nèi)容進(jìn)行了深入的研究。
　　在故障數(shù)據(jù)庫(kù)建立方面，根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的一般方法和轉(zhuǎn)子系統(tǒng)故障診斷需求，設(shè)計(jì)了故障數(shù)據(jù)庫(kù)的總體結(jié)構(gòu)。針對(duì)故障數(shù)據(jù)不易獲取的問(wèn)題，在采集發(fā)動(dòng)機(jī)試車試驗(yàn)振動(dòng)數(shù)據(jù)的同時(shí)，開(kāi)展了轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真和模擬實(shí)驗(yàn)研究，建立發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)模型，求解典型故障下系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)；搭建民航發(fā)動(dòng)

3、機(jī)轉(zhuǎn)子模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，對(duì)典型故障進(jìn)行模擬，獲取了多種工況下的振動(dòng)信息。故障數(shù)據(jù)庫(kù)的建立為開(kāi)展故障診斷方法研究奠定了基礎(chǔ)。
　　在故障信號(hào)分析處理與特征提取方面，對(duì)自適應(yīng)非平穩(wěn)信號(hào)分析方法經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸夥椒ㄟM(jìn)行了研究，針對(duì)經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸獯嬖诘亩它c(diǎn)效應(yīng)、模式混疊以及不能提取信號(hào)中高頻小能量特征的問(wèn)題，提出了改進(jìn)方法，對(duì)滾動(dòng)軸承故障及轉(zhuǎn)子故障信號(hào)進(jìn)行分析，結(jié)果驗(yàn)證了改進(jìn)方法在描述信號(hào)時(shí)頻分布和提取故障特征方面的優(yōu)越性。
　　

4、在故障模式識(shí)別方面，提出了基于模糊支持向量機(jī)的故障識(shí)別方法，以解決傳統(tǒng)支持向量機(jī)易受噪聲和奇異點(diǎn)干擾的問(wèn)題，采用自適應(yīng)核模糊聚類方法確定樣本的模糊隸屬度，并利用遺傳算法優(yōu)化模型參數(shù)；結(jié)合多征兆域故障特征，對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)故障進(jìn)行診斷，與其他方法進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證了該方法在識(shí)別故障類型和故障程度上的有效性及抑制噪聲方面的優(yōu)越性。
　　在診斷決策方面，針對(duì)單一信源故障診斷結(jié)果的不精確和不確定性問(wèn)題，提出了基于多分類器和多傳感器的融合診斷模型，研