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《南京航空航天大学》 2008年
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航空涡轮轴发动机性能监测技术研究

耿志东  
【摘要】: 现代航空发动机结构复杂,工作状态恶劣,属于故障多发系统,如何保障发动机健康稳定的工作,提高飞行安全性,一直是困扰国内外学者和研究人员的问题。针对这一问题,本文主要进行了涡轴发动机建模与性能监测方面的研究工作。根据获得的部件特性建立了某型涡轴发动机的气动热力计算稳态模型和动态模型,并使用NI控件技术设计了友好的仿真界面。 在该涡轴发动机非线性模型的基础上,研究了建立状态变量模型(SVM)的方法,提出了自寻优法建立涡轴发动机状态变量模型,该方法克服了扰动法与拟合法的缺点,建模精度高。在各稳态点状态变量模型的基础上,结合稳态基点模型,分别采用插值法与拟合法建立了发动机大偏差状态变量模型,分别对发动机大偏差状态变量模型与非线性模型进行仿真,结果表明提高了大偏差状态变量模型精度。 针对发动机在服役期内的性能蜕化,将涡轴发动机的压气机部件效率及燃气涡轮部件效率作为健康参数,建立了包含健康参数的增广状态变量模型(ASVM)。在单稳态点的ASVM基础上设置了卡尔曼滤波器,实现了对发动机健康参数的准确估计。根据发动机试验数据确定了R矩阵,分析了Q阵大小对发动机性能参数估计结果的影响。采用插值与拟合算法设计了大偏差状态变量模型中的卡尔曼滤波器,实现了对发动机健康参数的估计,检验了卡尔曼滤波器的估计精度。 由于状态变量模型与真实发动机之间的建模误差,采用神经网络在线修正建模误差,有效地提高了该发动机大偏差状态变量模型的精度,为该型涡轴发动机性能监测与趋势分析的应用奠定了基础。
【学位授予单位】:南京航空航天大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:V263

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 张杰;基于多源信息融合的航空发动机健康诊断技术研究[D];沈阳航空航天大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 许秀玲,郭迎清,王镛根,缑林峰;某型涡扇发动机控制系统传感器故障诊断研究[J];航空动力学报;2004年01期
2 尉询楷,陆波,汪诚,路建明,李应红;支持向量机在航空发动机故障诊断中的应用[J];航空动力学报;2004年06期
3 徐启华,师军;基于支持向量机的航空发动机故障诊断[J];航空动力学报;2005年02期
4 袁春飞;姚华;;传感器故障下的航空发动机机载自适应模型重构[J];航空动力学报;2006年01期
5 陈毅;黄金泉;张鹏;;航空发动机控制系统传感器FDIA系统仿真[J];航空动力学报;2008年02期
6 黄伟斌;黄金泉;;航空发动机故障诊断的机载自适应模型[J];航空动力学报;2008年03期
7 陈大光,刘福生;燃气涡轮发动机故障诊断的人工神经网络法[J];航空动力学报;1994年04期
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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
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 欧阳舟;航空发动机部件性能跟踪滤波器研究[D];西北工业大学;2004年
2 吕琦;基于知识的民航飞机故障诊断专家系统[D];南京航空航天大学;2005年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 宋永军;李兵尚;;预兆与状态管理技术及其在装备保障中的应用分析[J];车辆与动力技术;2009年02期
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3 李小民,刘晖,郑利龙,张其善;高动态环境扩频系统伪码延时的精确估计方法[J];北京航空航天大学学报;2000年02期
4 邹先权;孙健国;张海波;;旋翼/涡轴发动机的自适应模型[J];北京航空航天大学学报;2009年10期
5 赵四军;王少萍;尚耀星;;飞机液压泵源预测与健康管理系统[J];北京航空航天大学学报;2010年01期
6 刘瑞;马麟;康锐;邹莹芝;;基于PHM的航空装备可用度影响因素分析方法[J];北京航空航天大学学报;2011年10期
7 吴瑞芸,梅文博,周思永;瞬态信号波形提取的子波变换方法[J];北京理工大学学报;1996年04期
8 罗森林,张怀广,王越,周思永;加权分层卡尔曼滤波融合算法[J];北京理工大学学报;1998年05期
9 张立和,戴元军,杨义先,胡正名;基于载体内容的水印构造方法[J];北京邮电大学学报;2004年03期
10 张武荣,吴伟陵;异步CDMA在多径环境下的最优接收算法[J];北京邮电大学学报;1997年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张园;黄永峰;肖博;刘宝林;;基于滑动窗口的流媒体信息隐藏检测方法[A];第八届全国信息隐藏与多媒体安全学术大会湖南省计算机学会第十一届学术年会论文集[C];2009年
2 杨占才;王红;刘金甫;;面向健康管理的测试性分析与评价技术研究[A];2011航空试验测试技术学术交流会论文集[C];2010年
3 杨占才;封锦琦;王红;刘金甫;;面向健康管理的测试性分析软件平台体系结构研究[A];2011航空试验测试技术学术交流会论文集[C];2010年
4 郝延红;王家礼;;基于数据融合方法的故障预测系统集成[A];第十九届测控、计量、仪器仪表学术年会(MCMI'2009)论文集[C];2009年
5 吴晓玲;王船海;;河道糙率反问题在实时洪水预报中的应用[A];第二十一届全国水动力学研讨会暨第八届全国水动力学学术会议暨两岸船舶与海洋工程水动力学研讨会文集[C];2008年
6 胡雷刚;肖明清;;基于BP神经网络的航空设备故障预测[A];第六届全国信息获取与处理学术会议论文集(3)[C];2008年
7 王虎彪;王勇;许大欣;戴全发;;基于重力梯度的水下辅助导航仿真[A];中国地球物理学会第二十四届年会论文集[C];2008年
8 李果;李学仁;何秀然;杜军;;基于动态主元分析法的航空发动机传感器故障诊断[A];中国航空学会控制与应用第十二届学术年会论文集[C];2006年
9 王仲生;姜洪开;;大型民机健康监控关键技术研究[A];大型飞机关键技术高层论坛暨中国航空学会2007年学术年会论文集[C];2007年
10 戎翔;左洪福;;航空发动机视情维修理论与技术综述[A];第四届长三角科技论坛航空航天与长三角经济发展分论坛暨第三届全国航空维修技术学术年会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 赵莹;半监督支持向量机学习算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 曾庆虎;机械传动系统关键零部件故障预测技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
3 梁涛;批处理过程生产调度自组织优化方法[D];山东大学;2011年
4 王东昊;OFDM系统中压缩感知信道估计技术的研究[D];北京邮电大学;2011年
5 唐续;外辐射源雷达目标跟踪技术研究[D];电子科技大学;2011年
6 吴文杰;基于信息融合的航空发动机故障诊断方法[D];电子科技大学;2011年
7 白芳;民航发动机机群调度优化与视情维修决策方法研究[D];南京航空航天大学;2009年
8 鲁峰;航空发动机故障诊断的融合技术研究[D];南京航空航天大学;2009年
9 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
10 刘英培;PMSM直接转矩控制方法及实验研究[D];天津大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郝华东;卡尔曼滤波在InSAR相位解缠中的应用研究[D];山东科技大学;2010年
2 朱留军;车辆导航系统中GPS/DR/MM组合定位技术的研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
3 于宇;带乘性噪声广义系统观测噪声的最优估计方法研究[D];中国海洋大学;2010年
4 郭亚峰;带乘性噪声广义系统最优估计数值稳定性算法研究[D];中国海洋大学;2010年
5 付东飞;带乘性噪声广义系统多传感器信息融合状态估计算法研究[D];中国海洋大学;2010年
6 张艳;基于粒子群优化支持向量机的变压器故障诊断和预测[D];西华大学;2011年
7 杨强;电子系统中多模噪声的研究[D];新疆大学;2011年
8 杨展;单传感器多目标多模型跟踪算法研究[D];南京理工大学;2010年
9 曹文晖;基于Duffing振子和小波变换的微弱信号检测方法[D];中南大学;2011年
10 杨帅;高精度陀螺仪测定地球自转参数的理论与方法研究[D];长安大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 刘汝杰,袁保宗,唐晓芳;用遗传算法实现模糊测度赋值的一种多分类器融合算法[J];电子学报;2002年01期
2 王英俊,谢寿生;航空发动机性能趋势监控定量化的方法研究[J];航空动力学报;2003年04期
3 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
4 崔建国;郑新起;李忠海;李跃中;刘利秋;;经验模态分解和AR模型在飞行器健康诊断中的应用[J];计算机工程与应用;2011年14期
5 崔建国;郑新起;邱楠;王明卓;徐长君;徐光延;;基于EMD包络谱的飞行器健康诊断[J];压电与声光;2009年06期
6 姚明海,何通能;一种基于模糊积分的多分类器联合方法[J];浙江工业大学学报;2002年02期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 鲁峰;航空发动机故障诊断的融合技术研究[D];南京航空航天大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 马树华;模糊积分及其在多分类问题中的应用[D];河北大学;2005年
2 赵鹏;基于信息融合技术的航空发动机故障诊断[D];西北工业大学;2007年
3 张俊陆;信息融合在C~4ISR系统目标跟踪与识别中的应用研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
4 薛青松;基于改进粒子群算法的模糊神经网络研究[D];重庆大学;2008年
5 赵志伟;基于模糊积分的多分类器融合方法研究[D];长沙理工大学;2009年
6 吴立军;基于分层信息融合技术的航空发动机故障诊断方法研究[D];中国民用航空飞行学院;2009年
7 姜学东;多分类器融合中常用模糊积分的比较[D];河北大学;2010年
8 严莉;基于多源信息融合的发动机故障诊断研究[D];中北大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨旭东,何平,胡恒章;离散卡尔曼滤波器滤波精度与噪声统计模型准确度的关系[J];电机与控制学报;1999年02期
2 房方,牛玉广,孙万云;一种基于神经网络预测的传感器故障诊断新方法[J];电力情报;2000年04期
3 程道来,吴茜,吕庭彦,陈栋;国内电站故障诊断系统的现状及发展方向[J];动力工程;1999年01期
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5 黄向华,孙健国,依里亚索夫,华西里也夫;基于自联想网络的发动机传感器解析余度技术[J];航空动力学报;1999年04期
6 蒋东翔,王风雨,周明,倪维斗;模糊自组织神经网络在航空发动机故障诊断中的应用[J];航空动力学报;2001年01期
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8 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
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10 徐启华,师军;基于支持向量机的航空发动机故障诊断[J];航空动力学报;2005年02期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王镛根,张西锋;航空发动机智能控制器应用研究[J];航空动力学报;1994年01期
2 张辉,陶涛,张加桢;航空发动机加力过渡过程数控研究[J];航空动力学报;1997年01期
3 王一涛;真空电子束焊及其在航空发动机中的应用[J];航空发动机;2004年01期
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5 蒋世奇,古天祥;发动机关键参数测量与状态监测系统[J];仪器仪表学报;2005年S1期
6 杨宏伟;;某发动机用螺纹紧固件企标的编制体会[J];航空标准化与质量;2006年01期
7 李孝堂;;发展中的中国一航燃气轮机产业[J];航空发动机;2006年02期
8 徐军;赵敏;雷红路;柯晶;;一种基于ARM的航空发动机振动测量仪的设计[J];仪器仪表用户;2007年01期
9 季江宁;;提高航空发动机小零件设计现代化水平之管见[J];航空标准化与质量;2008年04期
10 ;读来读往[J];航空制造技术;2008年23期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 罗瑞盈;;航空发动机用碳/碳复合材料研究[A];西部大开发 科教先行与可持续发展——中国科协2000年学术年会文集[C];2000年
2 蓝天霞;林成;;燃机的燃料系统设计[A];中国航空学会第七届动力年会论文摘要集[C];2010年
3 张华;滕李虎;戴玮高;;航空机载交流压力传感器检定技术[A];中国航空学会第七届动力年会论文摘要集[C];2010年
4 金如山;;某国航空发动机研发体系[A];中国航空学会第七届动力年会论文摘要集[C];2010年
5 梁霄;贾朝波;;非接触式测量技术在航空发动机上的应用研究[A];中国航空学会第七届动力年会论文摘要集[C];2010年
6 胡伟;杜少辉;王德友;;航空发动机转子叶片非接触测试发展综述[A];中国航空学会第七届动力年会论文摘要集[C];2010年
7 李林;刘建平;;铝基型芯脱芯剂的研究及在航空发动机叶片制造中的应用[A];贵州省自然科学优秀学术论文集[C];2005年
8 周杨娜;;某航空发动机摇臂动应力测试技术研究[A];中国航空结构动力学专业组第十六届学术交流会论文集[C];2008年
9 朱海南;夏慧峰;刘松;王德新;于冰;;高压水射流技术及其在航空发动机上的应用[A];第13届全国特种加工学术会议论文集[C];2009年
10 郑恩昆;;试论电火花线切割加工航空发动机产品的安全和可靠性[A];第四届全国电加工学术会议论文集[C];1983年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 洪山;斯奈克玛公司坡露未来航空发动机概念[N];中国航空报;2007年
2 骆明本报记者 帅弋;今年年底入驻金阳[N];贵阳日报;2008年
3 本报记者 车辉;比蓝天还辽阔的是他的“中国心”[N];工人日报;2009年
4 记者 杭晓宁 胡波 通讯员 吴文生;“昆仑”涡喷航空发动机通过国家鉴定[N];中国航空报;2002年
5 钟强;2006年航空发动机制造走向[N];中国航空报;2006年
6 张雨;黎阳航空发动机公司万名员工有了年金[N];中国劳动保障报;2007年
7 记者 何晓亮;铸就中国航空之“心”[N];科技日报;2010年
8 本报记者 付毅飞;忠诚并执着[N];科技日报;2009年
9 记者 罗兵;将航空发动机列为国家重大科技专项[N];中国质量报;2011年
10 刘晓红;哈东安喜迎60华诞[N];哈尔滨日报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 苏三买;遗传算法及其在航空发动机非线性数学模型中的应用研究[D];西北工业大学;2002年
2 梁剑;基于成本优化的民用航空发动机视情维修决策研究[D];南京航空航天大学;2005年
3 范志强;航空发动机机匣包容性理论和试验研究[D];南京航空航天大学;2006年
4 纪国剑;航空发动机典型篦齿封严泄漏特性的数值和实验研究[D];南京航空航天大学;2008年
5 刘晓锋;航空发动机调节/保护系统多目标控制问题研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
6 栾圣罡;基于气路参数样本的航空发动机状态监视方法与系统研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
7 崔立;航空发动机高速滚动轴承及转子系统的动态性能研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
8 李洋;小波过程神经网络相关理论及其应用研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
9 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
10 孙丰诚;航空发动机性能寻优控制技术研究[D];南京航空航天大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 耿志东;航空涡轮轴发动机性能监测技术研究[D];南京航空航天大学;2008年
2 李山;数字化条件下航空发动机前机匣加工工艺优化研究[D];西北工业大学;2003年
3 张华;LQG/LTR方法在涡扇发动机控制中的应用研究[D];西北工业大学;2004年
4 朱玉斌;航空发动机数控系统仿真技术研究[D];西北工业大学;2004年
5 卓刚;航空发动机智能建模与故障诊断研究[D];南京航空航天大学;2004年
6 吴莉萍;航空发动机机匣零件快速建模导航工具研究[D];西北工业大学;2004年
7 傅强;智能PID控制器在航空发动机控制中的应用研究[D];西北工业大学;2005年
8 徐科;航空发动机分布式控制系统[D];南京航空航天大学;2004年
9 倪凯;航空发动机维修成本评估与分析[D];南京航空航天大学;2002年
10 冯一雷;航空发动机轴间密封用C/C复合材料的滑动磨擦磨损特性研究[D];中南大学;2003年
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