本文關(guān)鍵詞：基于隨機(jī)模型的航空發(fā)動(dòng)機(jī)剩余壽命預(yù)測研究

  更多相關(guān)文章： 發(fā)動(dòng)機(jī)健康管理 剩余壽命 非線性Wiener過程 維修決策 生物地理學(xué)優(yōu)化算法

【摘要】：隨著航空發(fā)動(dòng)機(jī)復(fù)雜程度的不斷提高,為提高發(fā)動(dòng)機(jī)的安全性與運(yùn)行可靠性,降低其全壽命周期費(fèi)用,亟需開展關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)健康管理(EHM)的理論研究與工程實(shí)踐應(yīng)用。剩余壽命預(yù)測是EHM的關(guān)鍵問題,準(zhǔn)確地預(yù)測剩余壽命能夠?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)維修決策提供依據(jù)。通過總結(jié)已有研究存在的不足,本文提出如下研究內(nèi)容:首先,針對發(fā)動(dòng)機(jī)故障樣本少等問題,在多源監(jiān)測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,分別提出了基于PCA和KPCA模型的健康狀態(tài)監(jiān)控方法,采用T2統(tǒng)計(jì)量與SPE指標(biāo)對發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行健康評估與故障檢測,并將基于貢獻(xiàn)率的故障識別方法應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)故障變量識別中。其次,同時(shí)考慮到發(fā)動(dòng)機(jī)性能退化過程的非線性、隨機(jī)性及受測量誤差影響等,提出了基于非線性Wiener過程的剩余壽命預(yù)測方法,并與基于非線性隨機(jī)系數(shù)回歸(RCR)模型的預(yù)測方法進(jìn)行比較。另外,提出了基于EM算法與Kalman濾波算法的退化狀態(tài)與模型參數(shù)實(shí)時(shí)估計(jì)方法,同時(shí)對剩余壽命分布進(jìn)行實(shí)時(shí)更新,實(shí)現(xiàn)剩余壽命在線預(yù)測。最后,在剩余壽命預(yù)測的基礎(chǔ)上,提出了一種針對發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)隊(duì)的維修決策優(yōu)化模型,對備件訂購時(shí)間與更換時(shí)間進(jìn)行聯(lián)合決策,并設(shè)計(jì)了生物地理學(xué)優(yōu)化算法對模型進(jìn)行求解。計(jì)算結(jié)果表明,所提出的維修決策優(yōu)化模型能夠降低發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)隊(duì)的期望費(fèi)用率,減少維修費(fèi)用,從而滿足發(fā)動(dòng)機(jī)健康管理的要求。
【關(guān)鍵詞】：發(fā)動(dòng)機(jī)健康管理 剩余壽命 非線性Wiener過程 維修決策 生物地理學(xué)優(yōu)化算法
【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】：2016
【分類號】：V263.6
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 縮略詞10-11
• 第一章 緒論11-18
• 1.1 課題來源11
• 1.2 研究意義11-12
• 1.3 剩余壽命預(yù)測方法研究現(xiàn)狀12-16
• 1.3.1 基于直接監(jiān)測數(shù)據(jù)的剩余壽命預(yù)測方法13-15
• 1.3.2 基于間接監(jiān)測數(shù)據(jù)的剩余壽命預(yù)測方法15-16
• 1.4 當(dāng)前研究存在的問題16
• 1.5 主要研究內(nèi)容16-18
• 第二章 基于主元模型的航空發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)控應(yīng)用研究18-34
• 2.1 引言18-19
• 2.2 主元分析方法19-23
• 2.2.1 主元分析的基本思想19-20
• 2.2.2 主元計(jì)算20-21
• 2.2.3 基于PCA模型的統(tǒng)計(jì)量及其控制限21-22
• 2.2.4 基于PCA模型的狀態(tài)監(jiān)控流程22-23
• 2.3 核主元分析法23-28
• 2.3.1 核函數(shù)介紹23-24
• 2.3.2 核主元計(jì)算24-25
• 2.3.3 基于KPCA模型的統(tǒng)計(jì)量與控制限25-26
• 2.3.4 基于KPCA模型的狀態(tài)監(jiān)控流程26-28
• 2.4 實(shí)例驗(yàn)證28-33
• 2.4.1 數(shù)據(jù)來源28-29
• 2.4.2 基于PCA的航空發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)控實(shí)例29-31
• 2.4.3 基于KPCA的航空發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)控實(shí)例31-33
• 2.5 結(jié)論33-34
• 第三章 基于非線性隨機(jī)模型的航空發(fā)動(dòng)機(jī)剩余壽命預(yù)測研究34-55
• 3.1 引言34-35
• 3.2 基于非線性RCR模型的剩余壽命預(yù)測研究35-39
• 3.2.1 性能退化模型建立35
• 3.2.2 模型參數(shù)估計(jì)35-38
• 3.2.3 剩余壽命分布推導(dǎo)38-39
• 3.2.4 在線剩余壽命預(yù)測流程39
• 3.3 基于非線性Wiener退化模型的剩余壽命預(yù)測研究39-47
• 3.3.1 性能退化模型建立39-41
• 3.3.2 剩余壽命分布推導(dǎo)41-42
• 3.3.3 退化狀態(tài)估計(jì)與剩余壽命預(yù)測42-45
• 3.3.4 基于EM算法的模型參數(shù)估計(jì)45-47
• 3.4 實(shí)例驗(yàn)證47-54
• 3.4.1 基于非線性RCR模型的發(fā)動(dòng)機(jī)剩余壽命預(yù)測實(shí)例47-51
• 3.4.2 基于非線性Wiener退化模型的發(fā)動(dòng)機(jī)剩余壽命預(yù)測實(shí)例51-54
• 3.5 結(jié)論54-55
• 第四章 基于剩余壽命的航空發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)測維修決策研究55-69
• 4.1 引言55-56
• 4.2 單臺發(fā)動(dòng)機(jī)的維修決策優(yōu)化模型56-60
• 4.2.1 優(yōu)化問題描述56-57
• 4.2.2 模型建立及求解57-60
• 4.3 發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)隊(duì)的維修決策優(yōu)化模型60-64
• 4.3.1 優(yōu)化問題描述60
• 4.3.2 優(yōu)化模型建立60-62
• 4.3.3 基于生物地理學(xué)算法的模型求解62-64
• 4.4 實(shí)例計(jì)算64-68
• 4.4.1 單臺發(fā)動(dòng)機(jī)的預(yù)測維修決策實(shí)例64-66
• 4.4.2 發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)隊(duì)的預(yù)測維修決策實(shí)例66-68
• 4.5 結(jié)論68-69
• 第五章 總結(jié)與展望69-70
• 5.1 論文主要研究成果69
• 5.2 展望69-70
• 參考文獻(xiàn)70-75
• 致謝75-76
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文76

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張英波;賈云獻(xiàn);鄧士杰;邱國棟;;核獨(dú)立分量分析的隨機(jī)濾波剩余壽命預(yù)測模型[J];火力與指揮控制;2013年08期

2 王麗娜;王勇;;在役起重機(jī)含缺陷結(jié)構(gòu)剩余壽命預(yù)測方法[J];中國水運(yùn)(下半月);2011年07期

3 王富崗,徐善國,王來,權(quán)仁澤,王煥庭,曹智本;運(yùn)行四萬小時(shí)的40HK爐管的研究及其剩余壽命預(yù)測[J];大連工學(xué)院學(xué)報(bào);1982年04期

4 柏兆鈺;董金善;;石油化工行業(yè)用鍋爐爐管的剩余壽命預(yù)測[J];裝備制造技術(shù);2007年03期

5 孫磊;賈云獻(xiàn);蔡麗影;林國語;趙勁松;;基于油液光譜分析和粒子濾波的發(fā)動(dòng)機(jī)剩余壽命預(yù)測研究[J];光譜學(xué)與光譜分析;2013年09期

6 祝蘇明，，李德俊，王富崗，張俊善;長期運(yùn)行21／4Cr－1Mo鋼組織與性能的變化及剩余壽命預(yù)測方法[J];大連理工大學(xué)學(xué)報(bào);1994年05期

7 尤明懿;;基于相似性的剩余壽命預(yù)測:魯棒性與不確定性研究[J];電子產(chǎn)品可靠性與環(huán)境試驗(yàn);2011年06期

8 韓克江;田燦;王新生;羅磊;石磊;;基于Gumbel極值分布的大型原油儲(chǔ)罐剩余壽命預(yù)測[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2012年13期

9 尤明懿;;一個(gè)拓展的基于相似性的剩余壽命預(yù)測框架[J];電子產(chǎn)品可靠性與環(huán)境試驗(yàn);2012年03期

10 夏哲恒;于偉;;某小型發(fā)動(dòng)機(jī)剩余壽命預(yù)測分析[J];艦船電子工程;2012年07期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 賴仁滿;陳穎鋒;惠虎;;運(yùn)行10年的Cr9Mo爐管材質(zhì)評價(jià)及剩余壽命預(yù)測[A];壓力管道技術(shù)研究進(jìn)展精選集——第四屆全國管道技術(shù)學(xué)術(shù)會(huì)議[C];2010年

2 陳穎鋒;賴仁滿;李新河;沈純厚;李培寧;惠虎;;運(yùn)行10年的Cr9Mo爐管材質(zhì)評價(jià)及剩余壽命預(yù)測[A];第六屆全國壓力容器學(xué)術(shù)會(huì)議壓力容器先進(jìn)技術(shù)精選集[C];2005年

3 韓克江;帥健;;基于Gumbel極值分布的腐蝕管線剩余壽命預(yù)測[A];中國力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)'2009論文摘要集[C];2009年

4 林燕清;歐進(jìn)萍;黃文虎;;混凝土疲勞損傷積累和剩余壽命預(yù)測研究[A];疲勞與斷裂2000——第十屆全國疲勞與斷裂學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2000年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 周方勤;在役輸氣管道腐蝕剩余壽命預(yù)測技術(shù)研究[D];西南石油大學(xué);2006年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 史華潔;退化數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的設(shè)備剩余壽命預(yù)測研究[D];太原科技大學(xué);2015年

2 屈純;腐蝕型缺陷管道剩余壽命預(yù)測方法的研究[D];東北大學(xué);2014年

3 張馬蘭;基于空地?cái)?shù)據(jù)鏈的航空發(fā)動(dòng)機(jī)剩余壽命預(yù)測研究[D];南京航空航天大學(xué);2015年

4 曹乃寧;油氣輸送腐蝕管道剩余壽命預(yù)測研究[D];西安建筑科技大學(xué);2016年

5 謝吉偉;基于隨機(jī)模型的航空發(fā)動(dòng)機(jī)剩余壽命預(yù)測研究[D];南京航空航天大學(xué);2016年

6 姚建軍;油氣長輸管線腐蝕剩余壽命預(yù)測技術(shù)研究[D];西南石油學(xué)院;2004年

7 任振甲;管輸原油腐蝕特性研究及管道剩余壽命預(yù)測軟件開發(fā)[D];中國石油大學(xué);2011年

8 肖冬桂;塔機(jī)疲勞剩余壽命預(yù)測系統(tǒng)研究[D];中南大學(xué);2013年

9 張華偉;油氣長輸管線的腐蝕剩余壽命預(yù)測[D];中國石油大學(xué);2009年

10 王剛;腐蝕管道剩余壽命預(yù)測[D];大慶石油學(xué)院;2010年

本文編號：606811