航天器關(guān)鍵部件故障診斷研究
發(fā)布時間:2022-08-10 17:10
隨著航空技術(shù)的發(fā)展,航天器擔(dān)負(fù)著越來越多的、復(fù)雜的、高負(fù)荷的飛行任務(wù),航天器中的各個系統(tǒng)部件越來越精密,這些改變加劇了航天器出現(xiàn)故障的可能。而任意零部件的故障都有可能導(dǎo)致航天任務(wù)的失敗。故障診斷對于降低航天設(shè)備故障的可能性至關(guān)重要。本文針對航天器零部件中故障率較高的四種部件提出了適合各自特征、工作環(huán)境的故障診斷方法,并對各種方法進(jìn)行綜合技術(shù)驗證。文章主要研究內(nèi)容包括:(1)第二、三章介紹了基于信息的故障診斷方法。對于航天設(shè)備中滾動軸承故障診斷問題。第二章從基于振動信號的角度出發(fā),同時提取時域和頻域參數(shù)作為特征參數(shù)進(jìn)行分析,通過由BP網(wǎng)絡(luò)和感知器網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的混合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對滾動軸承的狀態(tài)進(jìn)行診斷,可直接從輸出結(jié)果得到故障模式的判斷。仿真結(jié)果表明,采用混合網(wǎng)絡(luò)的診斷效率達(dá)94.5%,診斷所花費時間在原有基礎(chǔ)上縮短40%。(2)第三章針對航天器電源系統(tǒng)的故障診斷問題,提出了基于小波網(wǎng)絡(luò)的診斷方法對航天器主電源系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷研究。與BP網(wǎng)絡(luò)相比,小波網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更簡單,收斂速度更快,誤判率大幅度降低。(3)第四章與第五章研究了基于模型的故障診斷方法。第四章研究了航天器轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的故障診斷問題。航天器轉(zhuǎn)...
【文章頁數(shù)】:75 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 課題研究的目的與意義
1.2 本文主要研究對象
1.3 故障診斷技術(shù)相關(guān)概念與發(fā)展概況
1.3.1 故障診斷技術(shù)概念
1.3.2 故障診斷技術(shù)的發(fā)展概況
1.4 故障診斷技術(shù)在航天領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展
1.4.1 國外航天器故障診斷技術(shù)研究現(xiàn)狀
1.4.2 國內(nèi)航天器故障診斷研究現(xiàn)狀
1.4.3 航天器故障診斷發(fā)展趨勢
1.5 本文研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排
2 基于混合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的航天軸承故障診斷方法研究
2.1 引言
2.2 航天軸承故障問題分析與診斷機理
2.2.1 航天軸承故障問題分析
2.2.2 航天軸承故障診斷機理
2.3 混合型網(wǎng)絡(luò)故障診斷框架與方法
2.3.1 混合型網(wǎng)絡(luò)故障診斷框架
2.3.2 BP網(wǎng)絡(luò)故障初步診斷原理
2.3.3 基于感知器網(wǎng)絡(luò)的診斷數(shù)據(jù)優(yōu)化方法
2.4 基于混合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自主故障診斷方法
2.4.1 特征參數(shù)的選取
2.4.2 多特征自主故障診斷建模
2.5 航天軸承的故障診斷仿真實驗與分析
2.6 本章小結(jié)
3 基于小波網(wǎng)絡(luò)的航天器電源系統(tǒng)故障診斷方法研究
3.1 引言
3.2 航天器電源系統(tǒng)的故障特性描述
3.3 小波-神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷方法及其優(yōu)化
3.3.1 小波變換原理
3.3.2 小波-神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷方法
3.3.3 小波-神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷的優(yōu)化方法
3.4 航天器主電源光照區(qū)母線電壓的故障監(jiān)測與分析
3.5 本章小結(jié)
4 基于模型參數(shù)辨識的航天轉(zhuǎn)子故障診斷方法研究
4.1 引言
4.2 航天轉(zhuǎn)子數(shù)學(xué)模型描述
4.3 基于模型參數(shù)辨識的航天轉(zhuǎn)子故障診斷分析
4.3.1 航天轉(zhuǎn)子的故障檢測
4.3.2 航天轉(zhuǎn)子的故障診斷流程
4.3.3 針對航天器轉(zhuǎn)子模型的故障診斷器設(shè)計
4.3.4 航天轉(zhuǎn)子的故障診斷算法
4.4 仿真實驗與分析
4.5 本章小結(jié)
5 基于自適應(yīng)多模型的姿態(tài)敏感器故障診斷方法研究
5.1 引言
5.2 姿態(tài)敏感器的故障診斷分析
5.2.1 姿態(tài)敏感器的診斷流程
5.2.2 姿態(tài)敏感器故障問題描述
5.2.3 姿態(tài)敏感器的故障診斷器設(shè)計
5.3 姿態(tài)敏感器的多模型診斷結(jié)構(gòu)
5.3.1 姿態(tài)敏感器的多模型問題描述
5.3.2 多模型故障診斷器設(shè)計
5.4 仿真實驗與分析
5.5 本章小結(jié)
6 結(jié)論
6.1 工作總結(jié)
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于頻域振幅灰色關(guān)聯(lián)度的轉(zhuǎn)子故障模式辨識[J]. 冉鈞,趙榮珍. 振動.測試與診斷. 2013(06)
[2]基于軸心軌跡流形拓?fù)淇臻g的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)故障診斷[J]. 王紅軍,徐小力,萬鵬. 機械工程學(xué)報. 2014(05)
[3]基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的故障診斷[J]. 閆中奎,沈鑫. 企業(yè)導(dǎo)報. 2013(08)
[4]小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在短時交通流量預(yù)測中的應(yīng)用[J]. 萬李,楊杰. 計算機仿真. 2012(09)
[5]基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)觀測器的飛控傳感器在線故障診斷[J]. 張小敏,羅秋鳳. 計算機測量與控制. 2012(07)
[6]一個科學(xué)新領(lǐng)域——開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)及其方法論[J]. 錢學(xué)森. 上海理工大學(xué)學(xué)報. 2011(06)
[7]《機械工程學(xué)科發(fā)展戰(zhàn)略報告(2011~2020)》簡介[J]. 塑性工程學(xué)報. 2011(01)
[8]多小波自適應(yīng)構(gòu)造方法及滾動軸承復(fù)合故障診斷研究[J]. 王曉冬,何正嘉,訾艷陽. 振動工程學(xué)報. 2010(04)
[9]基于多功能車輛總線的機車軸承故障診斷系統(tǒng)[J]. 趙明元,胡志鵬,楊江天. 機車電傳動. 2010(03)
[10]航天器自主故障診斷技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 姜連祥,李華旺,楊根慶,楊勤榮,黃海宇. 宇航學(xué)報. 2009(04)
博士論文
[1]基于振動信號處理的旋轉(zhuǎn)機械故障診斷方法研究[D]. 劉尚坤.華北電力大學(xué)(北京) 2017
[2]基于模型的飛行控制系統(tǒng)故障診斷方法研究[D]. 劉劍慰.南京航空航天大學(xué) 2014
[3]基于振動信號的機械故障特征提取與診斷研究[D]. 趙志宏.北京交通大學(xué) 2012
[4]基于軟計算的故障診斷機理及其應(yīng)用研究[D]. 師黎.上海大學(xué) 2007
碩士論文
[1]空間電源系統(tǒng)仿真及鋰離子電池剩余壽命預(yù)測研究[D]. 閆曉華.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[2]基于EMD和SVM的滾動軸承故障診斷研究[D]. 許佩佩.中南大學(xué) 2013
[3]基于回聲狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備健康狀態(tài)監(jiān)測與預(yù)測方法[D]. 范廣露.長安大學(xué) 2012
[4]轉(zhuǎn)子故障信號的濾波與模式辨識方法研究[D]. 冉鈞.蘭州理工大學(xué) 2012
[5]航天軸承的故障診斷的方法研究及系統(tǒng)開發(fā)[D]. 李俊娟.河南科技大學(xué) 2011
[6]用于靈敏軸承故障診斷的動態(tài)摩擦力矩采集系統(tǒng)[D]. 張真.河南科技大學(xué) 2010
[7]星載設(shè)備專用測試軟件系統(tǒng)通用化設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 姜大偉.西安電子科技大學(xué) 2009
[8]基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的滾動軸承故障診斷方法[D]. 于婷婷.大連理工大學(xué) 2008
[9]基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的滾動軸承故障診斷方法研究與應(yīng)用[D]. 陳鵬.四川大學(xué) 2006
[10]基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的滾動軸承缺陷診斷研究[D]. 胡婧.華中科技大學(xué) 2006
本文編號:3674025
【文章頁數(shù)】:75 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 課題研究的目的與意義
1.2 本文主要研究對象
1.3 故障診斷技術(shù)相關(guān)概念與發(fā)展概況
1.3.1 故障診斷技術(shù)概念
1.3.2 故障診斷技術(shù)的發(fā)展概況
1.4 故障診斷技術(shù)在航天領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展
1.4.1 國外航天器故障診斷技術(shù)研究現(xiàn)狀
1.4.2 國內(nèi)航天器故障診斷研究現(xiàn)狀
1.4.3 航天器故障診斷發(fā)展趨勢
1.5 本文研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排
2 基于混合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的航天軸承故障診斷方法研究
2.1 引言
2.2 航天軸承故障問題分析與診斷機理
2.2.1 航天軸承故障問題分析
2.2.2 航天軸承故障診斷機理
2.3 混合型網(wǎng)絡(luò)故障診斷框架與方法
2.3.1 混合型網(wǎng)絡(luò)故障診斷框架
2.3.2 BP網(wǎng)絡(luò)故障初步診斷原理
2.3.3 基于感知器網(wǎng)絡(luò)的診斷數(shù)據(jù)優(yōu)化方法
2.4 基于混合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自主故障診斷方法
2.4.1 特征參數(shù)的選取
2.4.2 多特征自主故障診斷建模
2.5 航天軸承的故障診斷仿真實驗與分析
2.6 本章小結(jié)
3 基于小波網(wǎng)絡(luò)的航天器電源系統(tǒng)故障診斷方法研究
3.1 引言
3.2 航天器電源系統(tǒng)的故障特性描述
3.3 小波-神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷方法及其優(yōu)化
3.3.1 小波變換原理
3.3.2 小波-神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷方法
3.3.3 小波-神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷的優(yōu)化方法
3.4 航天器主電源光照區(qū)母線電壓的故障監(jiān)測與分析
3.5 本章小結(jié)
4 基于模型參數(shù)辨識的航天轉(zhuǎn)子故障診斷方法研究
4.1 引言
4.2 航天轉(zhuǎn)子數(shù)學(xué)模型描述
4.3 基于模型參數(shù)辨識的航天轉(zhuǎn)子故障診斷分析
4.3.1 航天轉(zhuǎn)子的故障檢測
4.3.2 航天轉(zhuǎn)子的故障診斷流程
4.3.3 針對航天器轉(zhuǎn)子模型的故障診斷器設(shè)計
4.3.4 航天轉(zhuǎn)子的故障診斷算法
4.4 仿真實驗與分析
4.5 本章小結(jié)
5 基于自適應(yīng)多模型的姿態(tài)敏感器故障診斷方法研究
5.1 引言
5.2 姿態(tài)敏感器的故障診斷分析
5.2.1 姿態(tài)敏感器的診斷流程
5.2.2 姿態(tài)敏感器故障問題描述
5.2.3 姿態(tài)敏感器的故障診斷器設(shè)計
5.3 姿態(tài)敏感器的多模型診斷結(jié)構(gòu)
5.3.1 姿態(tài)敏感器的多模型問題描述
5.3.2 多模型故障診斷器設(shè)計
5.4 仿真實驗與分析
5.5 本章小結(jié)
6 結(jié)論
6.1 工作總結(jié)
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于頻域振幅灰色關(guān)聯(lián)度的轉(zhuǎn)子故障模式辨識[J]. 冉鈞,趙榮珍. 振動.測試與診斷. 2013(06)
[2]基于軸心軌跡流形拓?fù)淇臻g的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)故障診斷[J]. 王紅軍,徐小力,萬鵬. 機械工程學(xué)報. 2014(05)
[3]基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的故障診斷[J]. 閆中奎,沈鑫. 企業(yè)導(dǎo)報. 2013(08)
[4]小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在短時交通流量預(yù)測中的應(yīng)用[J]. 萬李,楊杰. 計算機仿真. 2012(09)
[5]基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)觀測器的飛控傳感器在線故障診斷[J]. 張小敏,羅秋鳳. 計算機測量與控制. 2012(07)
[6]一個科學(xué)新領(lǐng)域——開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)及其方法論[J]. 錢學(xué)森. 上海理工大學(xué)學(xué)報. 2011(06)
[7]《機械工程學(xué)科發(fā)展戰(zhàn)略報告(2011~2020)》簡介[J]. 塑性工程學(xué)報. 2011(01)
[8]多小波自適應(yīng)構(gòu)造方法及滾動軸承復(fù)合故障診斷研究[J]. 王曉冬,何正嘉,訾艷陽. 振動工程學(xué)報. 2010(04)
[9]基于多功能車輛總線的機車軸承故障診斷系統(tǒng)[J]. 趙明元,胡志鵬,楊江天. 機車電傳動. 2010(03)
[10]航天器自主故障診斷技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 姜連祥,李華旺,楊根慶,楊勤榮,黃海宇. 宇航學(xué)報. 2009(04)
博士論文
[1]基于振動信號處理的旋轉(zhuǎn)機械故障診斷方法研究[D]. 劉尚坤.華北電力大學(xué)(北京) 2017
[2]基于模型的飛行控制系統(tǒng)故障診斷方法研究[D]. 劉劍慰.南京航空航天大學(xué) 2014
[3]基于振動信號的機械故障特征提取與診斷研究[D]. 趙志宏.北京交通大學(xué) 2012
[4]基于軟計算的故障診斷機理及其應(yīng)用研究[D]. 師黎.上海大學(xué) 2007
碩士論文
[1]空間電源系統(tǒng)仿真及鋰離子電池剩余壽命預(yù)測研究[D]. 閆曉華.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[2]基于EMD和SVM的滾動軸承故障診斷研究[D]. 許佩佩.中南大學(xué) 2013
[3]基于回聲狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備健康狀態(tài)監(jiān)測與預(yù)測方法[D]. 范廣露.長安大學(xué) 2012
[4]轉(zhuǎn)子故障信號的濾波與模式辨識方法研究[D]. 冉鈞.蘭州理工大學(xué) 2012
[5]航天軸承的故障診斷的方法研究及系統(tǒng)開發(fā)[D]. 李俊娟.河南科技大學(xué) 2011
[6]用于靈敏軸承故障診斷的動態(tài)摩擦力矩采集系統(tǒng)[D]. 張真.河南科技大學(xué) 2010
[7]星載設(shè)備專用測試軟件系統(tǒng)通用化設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 姜大偉.西安電子科技大學(xué) 2009
[8]基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的滾動軸承故障診斷方法[D]. 于婷婷.大連理工大學(xué) 2008
[9]基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的滾動軸承故障診斷方法研究與應(yīng)用[D]. 陳鵬.四川大學(xué) 2006
[10]基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的滾動軸承缺陷診斷研究[D]. 胡婧.華中科技大學(xué) 2006
本文編號:3674025
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