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《国防科学技术大学》 2008年
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液体火箭发动机基于模糊模型的故障检测与诊断研究

李艳军  
【摘要】: 本文以某大型泵压式液体火箭发动机为研究对象,围绕着发动机健康监控系统中的参数选择与故障特征提取、工作过程建模与辨识、实时故障检测与隔离等问题,研究实现了基于模糊模型的液体火箭发动机启动和稳态工作过程的实时故障检测与隔离方法。 首先,系统介绍了国内外液体火箭发动机健康监控系统和故障诊断方法的研究现状,然后深入分析了发动机启动和稳态工作阶段的故障模式,并基于规律性标准RC(regularity criterion)方法选取了发动机的监控参数。 其次,在简要介绍模糊模型的基本原理的基础上,重点分析了模糊T-S(takagi-sugeno)模型在液体火箭发动机故障检测当中的应用;并用FCM(Fuzzy C-means clustering)对训练数据进行预处理,改进模糊模型的训练。 然后,基于模糊模型对发动机的启动和稳态工作过程进行了辨识,并结合故障检测逻辑,实现了发动机启动和稳态工作过程的基于模糊模型的故障检测算法,对于稳态阶段的故障进行了隔离,得到了初步的结果。 本文实现的基于模糊模型的故障检测算法,通过了大量历史试车数据的离线验证与考核;结果表明,基于模糊模型的故障检测算法能够及时、准确地检测出已有的发动机故障,对于正常试车没有误报警,算法满足发动机现场试车故障检测的实时性和鲁棒性等要求,对于稳态阶段故障的隔离得到了满意的结果。因此,论文研究结果对于设计和实现工程实用的液体火箭发动机故障诊断系统与未来箭载健康监控系统具有重要的应用价值。
【学位授予单位】:国防科学技术大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:V434

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 刘垠杰;液体火箭发动机启动阶段故障检测与诊断方法研究[D];国防科学技术大学;2011年
2 冯斌;液体火箭发动机试验数据处理方法研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 龙兵,宋立辉,荆武兴,姜兴渭,李志;航天器故障诊断技术回顾与展望[J];导弹与航天运载技术;2003年03期
2 孙国庆;航天发射暴露的发动机故障[J];导弹与航天运载技术;1995年01期
3 黄强;吴建军;刘洪刚;谢廷峰;;液体火箭发动机基于神经网络的实时故障检测算法实现[J];国防科技大学学报;2007年05期
4 麻晓菊,俞瑞芝,李硕杰,申健坚;高炉炉况模糊诊断专家系统的研究[J];哈尔滨工业大学学报;1995年04期
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中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 郑威;液体火箭发动机基于定性模型的故障诊断方法研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
2 张东亮;模糊规则库的生成与优化[D];燕山大学;2006年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘国璧;袁宏俊;孙群;孟涛;;基于模糊神经网络的刘翔110m栏成绩预测[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2011年01期
2 陈跃东,郎朗;用FUZZY-PID控制器实现控制参数的自整定[J];安徽工程科技学院学报;2002年03期
3 李淑华;徐良培;陶建平;;基于支持向量机的我国水产品出口贸易风险预警研究[J];安徽农业科学;2008年30期
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6 李广明;詹锦川;黄立平;朱轶峰;闵新力;;BP神经网络在确定蔬菜生产企业关键控制点阈值中的应用[J];现代农业科技;2006年11期
7 孟令启;刘纯利;李进;;中厚板轧机模糊PID控制系统的研究[J];安徽科技学院学报;2011年06期
8 邹心遥;姚若河;;基于LSSVM的小子样元器件寿命预测[J];半导体技术;2011年09期
9 刘翠红;;基于SVR的船舶溢油事故预测[J];环境科学与管理;2008年09期
10 张贵,乔春生;应用支持向量机回归确定岩体强度指标[J];北方交通大学学报;2004年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 周绮凤;林成德;罗林开;彭洪;;一种基于黎曼度量的训练样本类不平衡SVM分类方法研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 顾小军;杨世锡;钱苏翔;;基于支持向量机的旋转机械多类故障识别研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 翁小雄;翦俊;;短时交通流频谱分析与预测[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 康传会;汪晓东;汪轲;常健丽;;基于最小二乘支持向量机的迟滞建模方法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
5 ;Robust Actuator Fault Estimation for Satellite Control System via Fuzzy Proportional Multiple-integral Observer Method[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
6 刘英林;刘洪鹏;査星云;宋扬;;基于SVM的热轧钢卷性能分析[A];中国计量协会冶金分会2012年会暨能源计量与节能降耗经验交流会论文集[C];2012年
7 陈晓清;马君国;赵宏钟;付强;;基于二维小波变换的激光成像雷达目标识别算法[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
8 吴小燕;杨运强;吴嘉宁;阎绍泽;;带有故障的太阳电池阵动力学模拟及性能评价[A];机械动力学理论及其应用[C];2011年
9 冯辅周;郭恒毅;江鹏程;;支持向量机及其在电机故障诊断中的应用[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
10 郭春;罗鹏飞;;一种基于小波变换的目标跟踪算法研究[A];第十届全国信号处理学术年会(CCSP-2001)论文集[C];2001年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 梁洪;基于内容的医学图像检索及语义建模关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 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
3 孔凡芝;引线键合视觉检测关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
4 李晚龙;六自由度Stewart平台分散智能控制研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 杨宁;计算机辅助卷烟配方设计关键技术研究[D];中国海洋大学;2010年
6 郑大腾;柔性坐标测量机空间误差模型及最佳测量区研究[D];合肥工业大学;2010年
7 陈志国;基于群体智能的机器视觉的关键技术研究[D];江南大学;2010年
8 周子冠;电网多数据源在线诊断方法研究[D];中国电力科学研究院;2010年
9 张红兵;基于ARM的双丝脉冲MIG高速焊分布式控制系统的研究[D];华南理工大学;2010年
10 高山;蛋白质点突变效果预测与突变数据库研究[D];南开大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 马爱清;真空差压铸造系统加压模型建立与控制算法设计[D];南昌航空大学;2010年
2 徐芳芳;优化问题的PVD算法研究[D];山东科技大学;2010年
3 王春华;基于盲源分离的肺音信号提取研究[D];山东科技大学;2010年
4 朱耿峰;支持向量机在冲击地压预测模型中的应用研究[D];山东科技大学;2010年
5 姜成玉;基于支持向量机的时间序列预测[D];辽宁师范大学;2010年
6 李海清;支持向量机在金融市场预测中的应用[D];辽宁师范大学;2010年
7 潘俊任;基于相似度的模糊推理算法研究[D];浙江理工大学;2010年
8 李朋勇;基于全矢高阶谱的故障诊断方法及其应用研究[D];郑州大学;2010年
9 尹霞;汽车动态称重数据预处理及模糊补偿算法设计[D];郑州大学;2009年
10 李会臣;基于时频分析的齿轮故障机理及诊断研究[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐宗本;樊忠泽;;基于云神经网络的空间推进系统故障检测与诊断[J];兵工学报;2009年06期
2 张国英,沙芸,余有明,刘玉树;基于属性相似度的云分类器[J];北京理工大学学报;2005年06期
3 刘达;张国英;刘冠洲;沙芸;;基于特征筛选的云分类器[J];北京石油化工学院学报;2011年01期
4 赵冬梅;朱目成;江涌;王雅萍;;小波理论及其在声发射信号处理中应用现状[J];传感器世界;2006年09期
5 于泳;周彦江;袁泽军;;基于模糊神经网络的发电机故障诊断[J];四川兵工学报;2009年09期
6 万军;唐国金;李道奎;刘林;;国外牵制释放发射技术研究现状[J];导弹与航天运载技术;2008年03期
7 颜子初;液体火箭发动机状态监控与故障诊断技术的发展[J];导弹与航天运载技术;1994年02期
8 尹国定,卫红;云计算——实现概念计算的方法[J];东南大学学报(自然科学版);2003年04期
9 邢宗义;侯远龙;贾利民;;基于多目标遗传算法的模糊分类系统设计[J];东南大学学报(自然科学版);2006年05期
10 高亚召;李亚安;徐德民;;小波收缩语音增强中的小波基选择方法[J];电声技术;2008年12期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 刘洪刚;液体火箭发动机智能故障诊断理论与策略研究[D];国防科学技术大学;2002年
2 牛征;基于多元统计分析的火电厂控制系统故障诊断研究[D];华北电力大学(河北);2006年
3 刘占辉;小波分析在声学泄漏信号检测中的应用[D];吉林大学;2007年
4 师黎;基于软计算的故障诊断机理及其应用研究[D];上海大学;2007年
5 陈惜明;基于声发射信号的集成建模技术及其在颗粒检测中的应用研究[D];浙江大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 芦婧;小波变换图像去噪及其在SAR图像中的应用[D];西安科技大学;2011年
2 牛小娇;卷积型奇异积分算子的小波数值算法及其应用[D];中南民族大学;2011年
3 郑威;液体火箭发动机基于定性模型的故障诊断方法研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
4 高振东;小波变换在远程心电仪系统中的应用[D];哈尔滨工程大学;2003年
5 宋焱翼;基于小波分析的DNA分形特性研究[D];重庆大学;2004年
6 赵树延;试车台传感器故障诊断及数据重构方法的研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
7 刘卫;基于剪枝概念格模型的频繁项集表示及挖掘研究[D];合肥工业大学;2007年
8 宋晶;基于云模型和粗糙集的分类挖掘方法研究[D];西南交通大学;2007年
9 毛振华;基于主元分析的自适应过程监控方法研究[D];浙江大学;2008年
10 范少荟;主元分析的若干扩展方法研究[D];河南大学;2008年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 彭小辉;刘垠杰;程玉强;吴建军;;基于云关联规则的液体火箭发动机实时故障检测方法[J];载人航天;2013年03期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 荣吉利,纪常伟;空间飞行器智能故障诊断技术方法综述[J];兵工学报;2000年S1期
2 杨尔辅,张振鹏,崔定军;液发推力室和涡轮泵故障监测与诊断技术研究[J];北京航空航天大学学报;1999年05期
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7 颜子初;液体火箭发动机状态监控与故障诊断技术的发展[J];导弹与航天运载技术;1994年02期
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9 王人英,孔祥维,李国平;一种利用遗传算法自动生成模糊规则方法[J];大连理工大学学报;2001年02期
10 顾峻,沈炯,陈来九;遗传算法对模糊控制的优化及其应用[J];东南大学学报;1998年S1期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 刘洪刚;液体火箭发动机智能故障诊断理论与策略研究[D];国防科学技术大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 张健;模糊神经网络模型算法研究与应用[D];大庆石油学院;2002年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 葛明龙,田昌义,孙纪国;碳纤维增强复合材料在国外液体火箭发动机上的应用[J];导弹与航天运载技术;2003年04期
2 陈启智;刘洪刚;;液体火箭发动机智能故障诊断[J];火箭推进;2006年01期
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6 王振国,周进,鄢小清,庄逢辰,王振国;LRE模型燃烧室燃烧过程数值模拟[J];航空动力学报;1996年03期
7 黄卫东,王克昌;基于深层知识规则的液体火箭发动机故障诊断[J];宇航学报;1997年04期
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10 赵文涛,庄逢辰,聂万胜;液体火箭发动机非线性燃烧不稳定过程的并行仿真[J];国防科技大学学报;2002年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 沈静娴;叶红玲;;某大型液体火箭发动机燃烧室频率特性模型研究[A];北京力学会第17届学术年会论文集[C];2011年
2 蒋剑;刘克;尹铫;;液体火箭发动机旁支声学谐振器声学特性研究[A];2004年全国物理声学会议论文集[C];2004年
3 刘晖;陈力健;庄逢辰;;液体火箭发动机故障诊断专家系统[A];1998中国控制与决策学术年会论文集[C];1998年
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5 郑大勇;严勇;李保盛;;随机仿真方法在低温液体火箭发动机性能可靠性预估中的应用[A];第八届全国低温工程大会暨中国航天低温专业信息网2007年度学术交流会论文集[C];2007年
6 程玉强;吴建军;魏鹏飞;;液体火箭发动机燃烧室冷却夹套隔片损伤程度估算方法[A];探索创新交流--中国航空学会青年科技论坛文集[C];2004年
7 薛科;张黎辉;唐家鹏;张学军;;空间轨/姿控发动机推力偏心测试装置软件研制[A];中国宇航学会2005年固体火箭推进第22届年会论文集(发动机分册)[C];2005年
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9 冯颖川;李艳芬;贾文成;;液压与充压对贮箱动特性的综合影响研究[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
10 王磊;厉彦忠;陈二锋;李翠;程向华;;液体火箭发动机液氢循环预冷回路非稳态温降特性研究[A];第九届全国低温工程大会论文集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 薛严;韩开发出探月飞船液体火箭发动机[N];科技日报;2010年
2 特约记者 杨军;深情暖心田 重托寄航天[N];中国航天报;2010年
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5 张美书;我国新型高压组合件试验系统建成投产[N];中国航天报;2010年
6 记者 韩富斌 通讯员 殷秀峰 李云霞;航天六院自主研发打造可靠有力的航天动力[N];陕西日报;2009年
7 沈利宾  殷秀峰;谭永华:冲天动力蕴心间[N];中国航天报;2004年
8 白水;雷凡培:太空展示中国[N];科技日报;2003年
9 本报记者 王握文 通讯员 张光宇;一所学院的航天“人才森林”现象[N];解放军报;2009年
10 杨军 韦明;重大科研课题立项 取得喜人进展[N];中国航天报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 程玉强;可重复使用液体火箭发动机关键部件损伤动力学与减损控制方法研究[D];国防科学技术大学;2009年
2 刘洪刚;液体火箭发动机智能故障诊断理论与策略研究[D];国防科学技术大学;2002年
3 金韶山;液体火箭发动机推力室及钝体头锥发汗冷却研究[D];清华大学;2008年
4 黄玉辉;液体火箭发动机燃烧稳定性理论、数值模拟和实验研究[D];国防科学技术大学;2001年
5 谢光军;液体火箭发动机涡轮泵实时故障检测技术及系统研究[D];国防科学技术大学;2006年
6 刘景华;过氧化氢发动机动态特性研究[D];国防科学技术大学;2007年
7 陶玉静;液体火箭发动机响应特性研究及稳定性的非线性分析[D];国防科学技术大学;2006年
8 张峰;层板发汗冷却理论分析及应用研究[D];国防科学技术大学;2008年
9 胡雷;面向飞行器健康管理的新异类检测方法研究[D];国防科学技术大学;2010年
10 尕永婧;液氧煤油模型发动机高频燃烧不稳定性研究[D];清华大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 冯斌;液体火箭发动机试验数据处理方法研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
2 郑威;液体火箭发动机基于定性模型的故障诊断方法研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
3 曹海涛;低温条件下空化流动特性数值研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 宁江凡;液体火箭发动机无失效条件下的可靠性评估方法研究[D];国防科学技术大学;2005年
5 李京浩;基于数据挖掘技术的液体火箭发动机故障检测和诊断研究[D];国防科学技术大学;2007年
6 李艳军;液体火箭发动机基于模糊模型的故障检测与诊断研究[D];国防科学技术大学;2008年
7 吴海燕;三组元液体火箭发动机推力室燃烧与再生冷却仿真研究[D];国防科学技术大学;2004年
8 王艳梅;液体火箭发动机故障检测和诊断中数据挖掘技术的应用研究[D];国防科学技术大学;2005年
9 黄会娣;液体火箭发动机模态区间仿真及故障检测[D];哈尔滨工业大学;2007年
10 刘垠杰;液体火箭发动机启动阶段故障检测与诊断方法研究[D];国防科学技术大学;2011年
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