【摘要】：飛機環(huán)境控制系統(tǒng)(ECS)作為機載設(shè)備的關(guān)鍵系統(tǒng)之一,隨著使用時間的增加各種各樣的故障而出現(xiàn),如果故障設(shè)備沒有得到及時的維修和更換,會影響部件運行,甚至?xí)斐刹豢赏旎氐氖鹿�。本文主要研究了適用于故障預(yù)測的飛機ECS數(shù)學(xué)建模方法。首先,收集并分析了國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn),歸納總結(jié)出了飛機環(huán)控系統(tǒng)故障研究的一般方法,總結(jié)了研究中存在的問題,并提出了研究方向。其次,分析了飛機ECS中渦輪機的結(jié)構(gòu)和性能,總結(jié)了通過渦輪機前后氣流參數(shù),得到了氣體變換過程的基本模型。在CATIA中完成渦輪的三維模型,在ICEM中劃分結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格,最后在FLUENT中進(jìn)行設(shè)計條件下的數(shù)值模擬。然后,以兩輪升壓式空氣循環(huán)制冷系統(tǒng)為研究對象,利用MATLAB迭代程序和1stOpt曲線分析軟件,建立系統(tǒng)中主要部件風(fēng)扇和管道配件局部阻力系數(shù)的數(shù)學(xué)模型,獲得了計算精度和跟隨性滿足要求的組件模型。根據(jù)空氣循環(huán)系統(tǒng)中空氣的流動順序,按序連接各部件的數(shù)學(xué)模型,建立飛機ECS的整體數(shù)學(xué)模型,為下一步研究飛機ECS故障預(yù)測做鋪墊。最后,以渦輪噴嘴環(huán)葉片磨損故障為例,利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法,建立了噴嘴環(huán)葉片磨損預(yù)測模型,獲取了渦輪在正常狀態(tài)和不同程度磨損故障的狀態(tài)中各種參數(shù)的變化情況,在此基礎(chǔ)上,將故障渦輪代入ECS數(shù)學(xué)模型,研究了渦輪噴嘴環(huán)葉片磨損程度不同對應(yīng)的系統(tǒng)性能的偏離。
【圖文】：

圖 1.1 故障診斷和預(yù)測系統(tǒng)的組成的主要內(nèi)容是：在存儲飛機某一系統(tǒng)或設(shè)備之前和現(xiàn)在的性能參數(shù)基何時發(fā)生故障、或者判斷在具體的某個時間點故障發(fā)生的概率[6]。在某一部分無法正常運行，也就是出現(xiàn)了故障，故障診斷系統(tǒng)首先會判警告駕駛員并提醒后勤工作人員維修或更換故障部件，這些警告往往。但在實際中，經(jīng)常會出現(xiàn)在飛行過程中故障診斷系統(tǒng)發(fā)出了警報，人員卻找不到故障位置，也很難實現(xiàn)故障復(fù)現(xiàn)，甚至將故障警報當(dāng)作前的飛機系統(tǒng)缺乏提前預(yù)知故障的能力[9]。近年來，世界各領(lǐng)域的學(xué)究越來越多，人們也開始采用各種各樣措施將故障預(yù)測技術(shù)應(yīng)用于實他西方國家，故障預(yù)測技術(shù)不僅已成功應(yīng)用于軍用飛機領(lǐng)域，而且一領(lǐng)域。比如 F35“聯(lián)合攻擊戰(zhàn)斗機”、B777、B747-400、B757 等[10]。和健康管理側(cè)重于使用先進(jìn)的傳感器集成以及使用各種算法和智能控和管理飛機的狀態(tài)[7]。由于損傷發(fā)展的隨機性、負(fù)載的不確定性和用壽命高度分散。采用定時維修，既不能避免突然失效而造成的事故常工作的系統(tǒng)或部件造成浪費。部件狀態(tài)的退化過程一般為健康(正

圖 1.2 故障預(yù)測方法統(tǒng)可靠性理論的預(yù)測方法下，傳統(tǒng)可靠性理論的預(yù)測方法指的是借助統(tǒng)計學(xué)，以可靠度、故障標(biāo)，以系統(tǒng)或設(shè)備整個壽命的運行數(shù)據(jù)為研究對象，來估計故障的概布模型立一個在一定條件下合適的可靠性模型是運用壽命分布模型的可靠[14]�？煽啃阅Ｐ偷慕⒌姆椒ㄊ牵菏紫�，根據(jù)目的和精度要求選擇恰次，根據(jù)選取的模型得到對應(yīng)的分布參數(shù)。此外，不同的分布參數(shù)對影響[15]。分析析(Fault Tree Analysis，F(xiàn)TA)把系統(tǒng)不希望發(fā)生的故障狀態(tài)作為故障后總結(jié)導(dǎo)致其發(fā)生的所有因素(中間事件)，，再找出導(dǎo)致它們的所有因(底事件)。常用于故障分析、預(yù)測和診斷。利用故障樹進(jìn)行故障預(yù)，診斷和預(yù)測更高效，有效防止了采用傳統(tǒng)專家故障診斷以及預(yù)測中
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：V245.3

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本文編號：2608391