【摘要】：航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子有著故障率高、調(diào)整復(fù)雜,維護(hù)工作量大的特點(diǎn),對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行及時(shí)、有效的故障診斷,可顯著提高發(fā)動(dòng)機(jī)的安全性和可靠性。由于航空發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,采用傳統(tǒng)的故障診斷方法進(jìn)行診斷與定位,具有較大的難度;基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)和人工智能的診斷方法又依賴大量的故障數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)。本文針對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),考慮航空發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際測(cè)量條件,重點(diǎn)研究基于故障特征參數(shù)識(shí)別的轉(zhuǎn)子典型故障診斷與定位的方法。論文的主要工作如下:針對(duì)實(shí)際航空發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)結(jié)構(gòu),用有限元法建立了一種耦合的雙轉(zhuǎn)子-支承-機(jī)匣動(dòng)力學(xué)模型。同時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)子典型單一故障(不平衡、不對(duì)中、裂紋、碰摩、彎曲、松動(dòng))和復(fù)合故障建立了動(dòng)力學(xué)模型,并探究了含有轉(zhuǎn)子故障的航空發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)。提出了基于航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子故障特征參數(shù)識(shí)別的典型故障診斷與定位方法。采用EKF濾波算法進(jìn)行故障特征參數(shù)估計(jì),基于不同故障的特征參數(shù)值及特征參數(shù)所處位置,實(shí)現(xiàn)故障的診斷和定位。為了提高參數(shù)識(shí)別的收斂性和穩(wěn)定性,引入了加權(quán)整體迭代和衰減記憶濾波算法,通過(guò)不平衡、不對(duì)中、裂紋和彎曲等幾個(gè)實(shí)例的多個(gè)故障參數(shù)的識(shí)別,驗(yàn)證了該方法對(duì)轉(zhuǎn)子故障診斷與定位的有效性。針對(duì)EKF濾波對(duì)強(qiáng)非線性系統(tǒng)出現(xiàn)的估計(jì)精度及復(fù)雜的線性化問(wèn)題,引入了UKF濾波算法,并針對(duì)參數(shù)估計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)的參數(shù)失效問(wèn)題,引入了均方根的UKF濾波(SRUKF)。通過(guò)對(duì)不對(duì)中、碰摩、裂紋等單一故障和復(fù)合故障的多個(gè)故障參數(shù)的識(shí)別,并和EKF濾波估計(jì)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了SRUKF濾波在強(qiáng)非線性系統(tǒng)中有較高的參數(shù)估計(jì)精度。由于實(shí)驗(yàn)條件的限制,無(wú)法獲得航空發(fā)動(dòng)機(jī)故障實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。在本特利轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行不平衡、不對(duì)中、碰摩和裂紋故障實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了有限元建模方法和基于EKF濾波的故障診斷與定位方法的有效性。基于C#開發(fā)了一套航空發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷軟件�；赟ql Server開發(fā)了數(shù)據(jù)庫(kù)填充自動(dòng)處理腳本,設(shè)計(jì)了航空發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)。該系統(tǒng)包含狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊、信號(hào)分析模塊、盲源分離模塊和故障診斷模塊。
【圖文】：

圖 1-1 航空發(fā)動(dòng)機(jī)毀壞現(xiàn)場(chǎng)Fig. 1-1 The destruction scene picture of aero-engine機(jī)有故障率高、可靠性差、調(diào)整復(fù)雜和維修護(hù)理工作量機(jī)械原因而導(dǎo)致重大飛行事故中，發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械故障原空發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展來(lái)看，，航空發(fā)動(dòng)機(jī)作為工業(yè)皇冠上的

驗(yàn)證機(jī)轉(zhuǎn)子支承簡(jiǎn)圖
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：V263.6

【參考文獻(xiàn)】

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5 荊建平;張傳斌;孟光;;基于多模型估計(jì)的轉(zhuǎn)子裂紋故障診斷方法[J];汽輪機(jī)技術(shù);2007年01期

6 鄒劍,陳進(jìn),董廣明;含初始彎曲裂紋轉(zhuǎn)子振動(dòng)特性[J];上海交通大學(xué)學(xué)報(bào);2004年07期

7 胡勁松,楊世錫;基于HHT的轉(zhuǎn)子橫向裂紋故障診斷[J];動(dòng)力工程;2004年02期

8 趙明,魏德明,任平珍,李繼慶,桂業(yè)英;模態(tài)綜合法計(jì)算雙轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速研究[J];燃?xì)鉁u輪試驗(yàn)與研究;2003年03期

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8 賈林;基于多模型估計(jì)的轉(zhuǎn)子典型故障診斷與參數(shù)識(shí)別方法研究[D];上海交通大學(xué);2013年

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本文編號(hào)：2663096