收藏本站
《南京航空航天大学》 2009年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于静电感应的航空发动机气路监测技术研究

文振华  
【摘要】: 航空发动机静电监测技术是一种具有预测能力的在线监测技术,它能有效地解决航空发动机气路高温部件难以实现在线监测的问题,提高发动机PHM能力,有助于先进维修思想的引入和先进维修方式的实施,从而增加视情维修在航空发动机维修保障方式中所占的比例,确保安全和经济效益兼顾。静电监测技术主要通过静电传感器监测发动机气路中的静电荷,借助于信号处理算法和智能模型对气路部件性能和工作状态进行预估。本文首先分析了气路荷电颗粒的形成机理、气路电荷水平的组成及影响因素,介绍了静电监测系统构成及基本原理,然后针对静电监测的关键技术展开了研究: (1)传感器技术研究 设计了适合于气路高温环境的静电传感器;针对通过解析方法或实验方法难以获得静电传感器灵敏空间分布的问题,基于点电荷的思想建立了棒状传感器的测量模型,采用有限元的方法对静电传感器感应探极的灵敏度空间进行了数值求解,通过数据拟合的方法获得了感应探极的空间灵敏度的分布函数,并对探极空间灵敏度分布的影响因素进行了分析;针对微弱静电感应信号的检测问题,分析了检测电路中噪声来源并给出了相应的解决方案,设计了可以嵌入传感器内部的前置放大器;研究了静电传感器输出信号的频率特性以及影响因素,并通过模拟实验对理论分析的结论进行验证; (2)静电监测信号降噪方法研究 针对小波阈值滤波方法不能有效去除脉冲噪声,阈值选取对降噪效果影响较大的问题,综合考虑了静电监测信号的噪声构成和能量分布特点,研究了中值滤波与基于Birge-Massart策略的小波分层阈值滤波方法相结合的滤波方法,取得了较好的效果;此外,研究了基于独立分量分析的静电监测信号降噪方法,提出了采用经验模态分解的方法构造与原始信号中噪声总体相近的参考噪声信号,解决了基于ICA降噪过程中出现的欠定问题;通过模拟信号和实测信号验证,表明了研究的两种降噪方法均能有效地提高监测信号的信噪比. (3)信号特征提取及异常颗粒识别方法研究 依据单颗粒和多颗粒信号的频谱差异,提出了基于信号频谱峰值的重采样预处理方法,并采用小波分解的方法抽取了信号在相对频段内的能量分布特征。基于静电监测信号的特征参数,提出了一种用于异常颗粒识别知识获取的粗糙集神经网络模型,针对模型中离散处理环节,基于属性重要度和决策表不相容度,采自组织神经网络对连续属性进行离散处理;针对神经网络结构优化问题,研究了基于遗传算法的神经网络结构自适应模型,有效地提高了网络泛化能力;通过训练后的神经网络产生比原始数据包含更多预知信息的数据样本,用于规则提取,为异常颗粒识别提供了一种有效的方法。 最后建立了航空发动机气路环境模拟实验平台,并通过该实验平台对静电监测技术的可行性、传感器特性、获取的知识规则等进行了实验验证,通过典型工况的模拟实验,获得了气路静电信号特征参数变化的规律,为气路中辨别异常颗粒提供了参考依据。
【学位授予单位】:南京航空航天大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:V263.6

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 马敏;张钊;侯敏;刘帅波;许东;;航空发动机气路检测系统静电传感器仿真研究[J];河南科学;2013年03期
2 马敏;侯敏;刘鹏飞;;航空发动机气路监测系统复合传感器优化设计[J];计算机仿真;2014年02期
3 殷逸冰;左洪福;付宇;刘宸宁;;基于PXI的航空发动机尾气静电监测系统[J];科学技术与工程;2014年09期
4 马敏;韩路军;侯敏;;多步提升小波变换的FPGA实现[J];自动化仪表;2013年07期
5 刘建英;韩路军;周苗苗;马敏;;航空发动机静电传感器及检测电路分析设计[J];自动化仪表;2014年04期
6 白杰;孙伟;吴延松;王伟;;尾气静电传感器空间灵敏度有限元仿真研究[J];仪表技术与传感器;2014年05期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 唐欣;胡政;陈仲生;杨拥民;;探针式静电传感器灵敏度仿真分析与优化设计[A];第十五届中国科协年会第13分会场:航空发动机设计、制造与应用技术研讨会论文集[C];2013年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 李耀华;静电感应技术在航空发动机气路状态监测上的应用研究[D];南京航空航天大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 徐君军;基于虚拟仪器的静电监测系统研究[D];南京航空航天大学;2012年
2 刘天一;静电监测信号调理技术研究[D];南京航空航天大学;2013年
3 王根;基于事件相关电位的脑机接口系统研究与设计[D];华侨大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴新杰;张建成;;形态滤波和空间滤波在两相流速度测量中的应用[J];传感技术学报;2007年09期
2 牛培峰;张君;;小波分析技术在汽轮机故障诊断中的应用[J];动力工程;2007年01期
3 张祖寿;导体达到静电平衡所需时间的数量级估计[J];物理与工程;2003年02期
4 许传龙;汤光华;黄键;杨道业;周宾;王式民;;基于静电传感器空间滤波效应的颗粒速度测量[J];化工学报;2007年01期
5 毛景立,李鸣,林健;某型涡轮轴发动机稳态气路故障诊断方法[J];航空动力学报;2002年01期
6 郝英,孙健国,白杰;航空燃气涡轮发动机气路故障诊断现状与展望[J];航空动力学报;2003年06期
7 陈果;李成刚;王德友;;航空发动机转子-滚动轴承-支承-机匣耦合系统的碰摩故障分析与验证[J];航空动力学报;2008年07期
8 陈果;宋兰琪;陈立波;;基于神经网络规则提取的航空发动机磨损故障诊断知识获取[J];航空动力学报;2008年12期
9 文振华;左洪福;李耀华;;气路颗粒静电监测技术及实验[J];航空动力学报;2008年12期
10 曾声奎,Michael G.Pecht,吴际;故障预测与健康管理(PHM)技术的现状与发展[J];航空学报;2005年05期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 许传龙;气固两相流颗粒荷电及流动参数检测方法研究[D];东南大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 文振华;智能诊断专家系统的知识获取方法研究及应用[D];南京航空航天大学;2006年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 夏业启,于中;酚醛树脂生产的微机自动控制系统[J];工程塑料应用;2000年05期
2 郭伟,刘兴远,张力,王跃文,孙亮;无腹筋钢筋混凝土简支梁受剪特性的神经网络模型初探[J];四川建筑科学研究;2004年01期
3 刘兴远,郭伟,林文修,杜文龙,易珂;重庆地区混凝土构件碳化规律的神经网络描述[J];四川建筑科学研究;2004年04期
4 李晶;谷彩连;;小电流接地系统单相接地故障选线的算法研究[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2008年01期
5 徐文婷;李承鹏;;基于自适应遗传算法的离散化方法[J];合肥师范学院学报;2011年03期
6 朱哲;钟伟红;;非平稳随机信号分析处理方法研究[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2008年06期
7 高清维,程玉林,明军;信号子带分解和重构的小波滤波器系统及边界处理[J];安徽大学学报(自然科学版);1999年04期
8 蔡莉;胡学钢;;一种基于粗集的决策表求核算法[J];安徽大学学报(自然科学版);2007年06期
9 周玉华;李景杰;;不完备决策表的一种属性约简方法[J];安徽大学学报(自然科学版);2009年04期
10 丁晓贵;神经网络在非线性系统参数辨识中应用[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2003年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王传礼;丁凡;许贤良;彭天好;;伺服阀用超磁致伸缩转换器驱动磁场的有限元分析[A];2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C];2004年
2 陈川;逄燕;刘赵淼;;单路离心式喷嘴流场数值模拟研究[A];北京力学会第18届学术年会论文集[C];2012年
3 胡伟明;;基于STM32纯电动汽车电驱控制研究[A];“2011西部汽车产业·学术论坛”暨四川省汽车工程学会四届第九次学术年会论文集[C];2011年
4 冯羽;马凤山;魏爱华;赵海军;郭捷;;灰色系统与神经网络组合模型在地下水水位预测中的应用[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(中)[C];2012年
5 危前进;董荣胜;孟瑜;崔更申;;基于粗糙集的机械装配知识发现方法[A];广西计算机学会25周年纪念会暨2011年学术年会论文集[C];2011年
6 李志敏;张同来;武碧栋;杨利;周遵宁;;火工药剂静电性能测试研究[A];全国危险物质与安全应急技术研讨会论文集(上)[C];2011年
7 李彦良;张宏远;刘桐;;基于SPC的危险品销毁作业过程控制模式应用研究[A];全国危险物质与安全应急技术研讨会论文集(下)[C];2011年
8 ;Fuzziness in Covering Generalized Rough Sets[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
9 李雄;党生;;基于Rough集理论的战场侦察情报处理[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
10 戎袁杰;汤洪海;郑雪生;王荣蓉;李春文;;单相并联有源滤波器的神经网络控制策略研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 范迪;沉渣厚度超声检测信号处理技术研究及应用[D];山东科技大学;2010年
2 殷复莲;同步CDMA系统NBI识别及抑制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 吴冬梅;基于达芬振子的微弱信号检测方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 孙明;基于小波和迟滞的混沌神经网络及其应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 邓志鑫;基于因子图消息传递算法的伪码快速捕获方法[D];哈尔滨工程大学;2009年
6 殷志伟;基于统计学习理论的分类方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
7 刘少刚;基于单一平面电容传感器的木材含水率检测系统研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
8 朱广平;混响干扰中的信号检测技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
9 张之猛;水声信号处理中的盲解卷积技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
10 刘文海;水下被动目标瞬态特征检测技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李锦;基于声波的运动车辆行驶状态辨识理论研究[D];南昌航空大学;2010年
2 黄正荣;基于振动波的高速公路车辆行驶状态辨识理论研究[D];南昌航空大学;2010年
3 张亮;基于小波变换与希尔伯特黄变换的心音信号分析[D];山东科技大学;2010年
4 李鹏;磁悬浮风力发电机转子系统的研究[D];山东科技大学;2010年
5 郑珊珊;带流量稳定器的先导式比例减压阀设计研究与特性分析[D];山东科技大学;2010年
6 王永;消防单兵综合信息采集系统研究[D];山东科技大学;2010年
7 杨新忠;基于案例的地理时空过程表达模型研究[D];山东科技大学;2010年
8 陈磊;激光测风雷达回波信号处理技术的研究[D];长春理工大学;2010年
9 岳海亮;信息论在粗糙集连续属性离散化中的应用[D];辽宁师范大学;2010年
10 朱正强;车标识别的关键技术研究[D];辽宁师范大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杜修力;何立志;侯伟;;基于经验模态分解(EMD)的小波阈值除噪方法[J];北京工业大学学报;2007年03期
2 吴建,梁家惠,李淮凌;大型转动机械碰摩故障分析的声发射检测系统[J];北京航空航天大学学报;1998年01期
3 万柏坤,杨建刚,綦宏志,刘庆凯,赵丽;基于扩展Infomax ICA的ERP少次提取方法研究[J];北京生物医学工程;2005年04期
4 杨帮华,颜国正,丁国清,于莲芝;脑机接口关键技术研究[J];北京生物医学工程;2005年04期
5 问雪宁;王化祥;胡理;;基于ANSYS的ECT阵列电极三维优化设计[J];传感技术学报;2007年07期
6 文振华;左洪福;王华;李耀华;;航空发动机气路静电监测传感器特性[J];传感器与微系统;2008年11期
7 冯丽娜;左洪福;文振华;;航空发动机静电传感器前置放大器设计[J];传感器与微系统;2009年02期
8 尧德中;刘铁军;雷旭;杨平;徐鹏;张杨松;;基于脑电的脑-机接口:关键技术和应用前景[J];电子科技大学学报;2009年05期
9 陈祥训;对几个小波基本概念的理解[J];电力系统自动化;2004年01期
10 许传龙;赵延军;杨道业;汤光华;周宾;王式民;;静电传感器空间滤波效应及频率响应特性[J];东南大学学报(自然科学版);2006年04期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 李耀华;静电感应技术在航空发动机气路状态监测上的应用研究[D];南京航空航天大学;2011年
2 吴敬东;转子系统碰摩的若干非线性动力学问题研究[D];东北大学;2006年
3 许传龙;气固两相流颗粒荷电及流动参数检测方法研究[D];东南大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 高倩;气/固两相流流速测量的静电法研究[D];北京交通大学;2011年
2 王雷;基于小波变换的雷达信号降噪及其FPGA实现[D];中国舰船研究院;2011年
3 朱云辉;基于压力互相关和虚拟仪器的流速测量研究[D];武汉理工大学;2005年
4 王纲毅;基于提升机构的二维离散小波的FPGA设计[D];华中科技大学;2005年
5 印欣运;声发射技术在旋转机械碰摩故障诊断中的应用[D];清华大学;2005年
6 蒋冠华;基于虚拟仪器技术的互感器校验系统设计[D];大连理工大学;2008年
7 问雪宁;基于ANSYS的ECT/ERT电磁场仿真及阵列电极优化设计[D];天津大学;2007年
8 张瀛;基于虚拟仪器的通用小型汽油机缸压采集分析系统的设计[D];天津大学;2007年
9 李良;气固两相流静电相关流速测量研究[D];天津大学;2008年
10 李彩生;基于CAN总线的汽车车身网络主要节点的设计与分析[D];南京林业大学;2009年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 马敏;侯敏;刘鹏飞;;航空发动机气路监测系统复合传感器优化设计[J];计算机仿真;2014年02期
2 白杰;孙伟;吴延松;王伟;;尾气静电传感器空间灵敏度有限元仿真研究[J];仪表技术与传感器;2014年05期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 唐欣;胡政;陈仲生;杨拥民;;探针式静电传感器灵敏度仿真分析与优化设计[A];第十五届中国科协年会第13分会场:航空发动机设计、制造与应用技术研讨会论文集[C];2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 徐君军;基于虚拟仪器的静电监测系统研究[D];南京航空航天大学;2012年
2 刘天一;静电监测信号调理技术研究[D];南京航空航天大学;2013年
3 余有锋;航空发动机气路故障模拟试验台及静电监测技术研究[D];南京航空航天大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孙政荣;基于数字图像处理技术实现陶瓷片在线动态检测的方法研究[J];传感技术学报;2005年01期
2 刘仁学,金锋,陆增喜,王师;单支管中气固两相流质量流量测量的新方法[J];东北大学学报;1999年04期
3 袁惠群,闻邦椿,王德友,刘叔伦;滚动轴承-转子-定子系统的碰摩故障分析[J];东北大学学报;2003年03期
4 郝丽娜,王伟,吴光宇,王宛山;粗糙集-神经网络故障诊断方法研究[J];东北大学学报;2003年03期
5 金锋,许会,颜华,王师;气/固两相流相浓度传感器[J];东北大学学报;1999年01期
6 王文琪;侯明;于荣宪;;用长颈文丘里管测量气固两相流量[J];东南大学学报;1989年05期
7 陈秀华;杜宪华;;利用动量变化测量气力输送煤粉的质量流量[J];东南大学学报;1990年02期
8 许传龙;赵延军;杨道业;汤光华;周宾;王式民;;静电传感器空间滤波效应及频率响应特性[J];东南大学学报(自然科学版);2006年04期
9 姜凡,刘石,王海刚,杨五强;电容层析成像技术在流化床气固两相流测量中的应用[J];动力工程;2004年06期
10 牛培峰;张君;;小波分析技术在汽轮机故障诊断中的应用[J];动力工程;2007年01期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 吴振锋;基于磨粒分析和信息融合的发动机磨损故障诊断技术研究[D];南京航空航天大学;2002年
2 周洁;基于光学波动法和相关原理的颗粒测量及多波长火焰温度分析[D];浙江大学;2001年
3 张君;小波分析技术在汽轮机故障诊断中的应用研究[D];华北电力大学(河北);2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 蒋泰毅;气固两相流速度及质量流量的静电测量法研究[D];华中科技大学;2005年
2 文振华;智能诊断专家系统的知识获取方法研究及应用[D];南京航空航天大学;2006年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李莉 ,范文元;斯达—斯太尔重型汽车气路系统装用的空气干燥器[J];汽车维修;1998年02期
2 杨燕军;程志臣;冯顺利;黄肖尉;赵仲剑;;微库仑分析仪气路的改进[J];仪器仪表与分析监测;2006年01期
3 夏红林,贝冠其;巧修Spembly DFS30型冷冻机气路堵塞故障一例[J];医疗装备;1997年12期
4 岑维国;空气干燥器──气路中水分的克星[J];重型汽车;1997年02期
5 廖云粤;900C呼吸机气路原理及定期校正[J];医疗装备;1998年03期
6 嵇琛;高空台空气降温系统的技术改造[J];燃气涡轮试验与研究;2001年04期
7 王宏琴;陈玉敏;;S2305牙科综合治疗机的结构和工作原理[J];医疗设备信息;2006年01期
8 刘柏;;斯太尔汽车气路分析[J];港口科技;2008年05期
9 陈琪明;;西门子900C型呼吸机非电路性故障的维修思路[J];中国医学装备;2011年08期
10 陈文平;浅议预分解系统的窑、分解炉气路平衡的设计及调节[J];福建建材;1998年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 罗文;;HORIBA公司EMIA-20系列高频红外碳硫仪故障分析与排除[A];国产科学仪器应用、创新和产业化学术研讨会论文集(二)[C];2007年
2 梁磊;陈杰;蒋东翔;;航空发动机常见气路故障和振动故障特征分析[A];第十二届全国设备故障诊断学术会议论文集[C];2010年
3 刘艺平;;隔绝式自救器及呼吸器试验装置的检测参数及自动化测试技术[A];煤矿重大灾害防治技术与实践——2008年全国煤矿安全学术年会论文集[C];2008年
4 马定福;杨小平;陆明军;;高压抗硫油气井口安全截断系统[A];中国石油石化工程技术和物装手册(第二分册)[C];2003年
5 张志强;毛欣;;化学氧自救器药罐气路结构与防护性能的关系[A];第六届全国采矿学术会议论文集[C];1999年
6 张化岚;孙宝元;;薄膜电子式电/气转换机构气场数学模型及其验证[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅱ[C];2004年
7 杨守营;叶昌印;;Leica asp300全自动脱水机故障检修[A];2009年浙江省医学工程学术年会论文汇编[C];2009年
8 赵飞;周唯杰;;基于模拟退火K均值算法的民航发动机性能状态评估研究[A];中国航空学会第七届动力年会论文摘要集[C];2010年
9 黄国兰;李树峰;岳爱民;;国产SY-01型高速液相色谱仪验收报告(摘要)[A];天津市色谱研究会第二届学术报告会论文、报告(摘要)汇集[C];1982年
10 谢琪;;金属有机源分子束外延设备的研制[A];中国真空学会科技进步奖(1994-2000)得奖人员论文集[C];2000年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 罗小芳;GC 9800气相色谱仪的实验室必需条件[N];中国包装报;2006年
2 通讯员 徐东晓 张伯海 YMG记者 耿晶 实习生 邹正;可省电75%[N];烟台日报;2010年
3 记者 李兵 通讯员 崔保生;实施节能配套技改[N];中国石油报;2000年
4 记者  陈明深 李昌;架争光桥 修志气路[N];中华建筑报;2006年
5 河南 徐伟 徐霞;上门快速检修家用燃气热水器[N];电子报;2008年
6 广西 刘启钟;燃气热水器“打炮”故障的检修[N];电子报;2008年
7 马献珍;辅助设备与钻机结成“黄金搭档”[N];中国石化报;2010年
8 本报记者 孟可;临时党小组活动记录[N];中国石油报;2003年
9 方恩华 张志刚;厦门局技术中心向技术要节约[N];中国国门时报;2006年
10 刘正伟;郭绍光:为装置打牢应急保障的班组长[N];经理日报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 李耀华;静电感应技术在航空发动机气路状态监测上的应用研究[D];南京航空航天大学;2011年
2 文振华;基于静电感应的航空发动机气路监测技术研究[D];南京航空航天大学;2009年
3 蒋宁;采用He3/He4工质液氦温区脉管制冷研究[D];浙江大学;2004年
4 孙见忠;面向单元体的航空发动机健康状态评估与预测方法研究[D];南京航空航天大学;2012年
5 蒲星星;基于模型的重型燃气轮机气路故障诊断研究[D];清华大学;2013年
6 瞿红春;民用涡扇发动机健康智能监控技术的研究[D];天津大学;2010年
7 张化岚;薄膜电子式电—气转换器的建模与结构优化[D];大连理工大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 伍祁蔚;航空发动机气路性能趋势监视和故障诊断技术研究[D];南京理工大学;2012年
2 余有锋;航空发动机气路故障模拟试验台及静电监测技术研究[D];南京航空航天大学;2013年
3 李伟;薄膜电子式电—气转换器转换模块与控制系统研究[D];大连理工大学;2004年
4 李华曜;电子鼻硬件系统及其评价[D];华中科技大学;2008年
5 柴艳;反重力铸造液面加压控制技术的研究[D];西北工业大学;2005年
6 彭淑宏;航空发动机气路故障诊断技术研究[D];上海交通大学;2012年
7 李兆民;电控汽油喷射式发动机油、气路故障检测与诊断研究[D];长安大学;2004年
8 侯凤阳;基于人工神经网络的燃气轮机气路故障诊断研究[D];南京航空航天大学;2007年
9 张光明;航空发动机气路故障诊断技术研究[D];沈阳航空工业学院;2010年
10 杨新;航空发动机监控中的现代智能技术研究[D];南京航空航天大学;2003年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026