本文關(guān)鍵詞：基于ECT的航空發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣檢測(cè)系統(tǒng)的圖像重建研究

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【摘要】：ECT(Electrical Capacitance Tomography)技術(shù)作為一項(xiàng)非侵入、無輻射、響應(yīng)速度快、安裝簡(jiǎn)便及成本低的過程層析成像技術(shù),在工業(yè)過程參數(shù)的可視化檢測(cè)應(yīng)用中已成為一項(xiàng)極具發(fā)展?jié)摿Φ募夹g(shù),但在航空發(fā)動(dòng)機(jī)檢測(cè)方面尚未得到應(yīng)用。航空發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,其氣路部件處于惡劣的高溫、高壓工作環(huán)境,這些潛在因素在很大程度上限制了傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)方式在這個(gè)領(lǐng)域的沿用,基于ECT的航空發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣檢測(cè)系統(tǒng)為解決這一問題提供了可能性,可為新一代航空發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣檢測(cè)提供一種新的工作方式。在計(jì)算機(jī)平臺(tái)上,通過一定算法所重建的圖像作為判斷發(fā)動(dòng)機(jī)健康狀況的一種重要依據(jù),其準(zhǔn)確度與分辨率直接關(guān)系到航空發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)判斷。本文針對(duì)這一需要,主要做了以下幾個(gè)方面的工作:1.分析ECT技術(shù)的基本原理和理解正、逆問題的數(shù)學(xué)模型及其求解算法原理。通過對(duì)電極形狀、數(shù)目的選擇,接地屏蔽層的合理設(shè)計(jì)及對(duì)傳感器結(jié)構(gòu)參數(shù)的比較優(yōu)化,設(shè)計(jì)16極板的ECT系統(tǒng)傳感器用于檢測(cè)氣路狀態(tài)。2.深入研究現(xiàn)存的三種非迭代類圖像重建算法和四種迭代類重建算法,闡述各類算法的基本思想、特點(diǎn)。聯(lián)合使用Matlab軟件和COMSOL軟件進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),通過觀察重構(gòu)圖像和比較圖像誤差,相關(guān)系數(shù)和算法運(yùn)行時(shí)間等評(píng)價(jià)參數(shù),判斷成像算法優(yōu)缺點(diǎn)及各自適用范圍。3.研究Tikhonov正則化法和粒子濾波算法,并分別對(duì)其改進(jìn)。結(jié)果表明:改進(jìn)的Tikhonov正則化法能夠有效減少粗差影響,提高重建圖像精確度及分辨率;改進(jìn)的粒子濾波算法相比迭代類算法成像質(zhì)量更優(yōu)。4.為提高重建圖像的可靠性,從而更好地判斷發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣狀況,將CONTOURLET變換應(yīng)用于ECT重建圖像后處理中,完成圖像去噪、增強(qiáng)和融合處理。
【關(guān)鍵詞】：航空發(fā)動(dòng)機(jī) 氣路狀態(tài) 電容層析成像 COMSOL 圖像重建算法
【學(xué)位授予單位】：中國民航大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V263.6;TP391.41
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-17
• 1.1 課題研究背景及意義10-11
• 1.2 航空發(fā)動(dòng)機(jī)常用診斷方法簡(jiǎn)介11-13
• 1.3 航空發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣氣路監(jiān)測(cè)發(fā)展13-14
• 1.4 PT技術(shù)概述14-16
• 1.4.1 過程成像技術(shù)簡(jiǎn)介14-15
• 1.4.2 PT技術(shù)的數(shù)學(xué)模型15-16
• 1.5 ECT技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展16-17
• 第二章 ECT系統(tǒng)與圖像重建17-25
• 2.1 電容層析成像基本介紹17
• 2.2 ECT系統(tǒng)的組成17-22
• 2.2.1 ECT系統(tǒng)的傳感器模塊17-19
• 2.2.2 ECT系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和處理模塊19-21
• 2.2.3 ECT系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)成像模塊21-22
• 2.3 ECT圖像重建理論知識(shí)22-25
• 2.3.1 ECT正問題22
• 2.3.2 ECT逆問題22-24
• 2.3.3 圖像重建準(zhǔn)則24-25
• 第三章 評(píng)價(jià)系統(tǒng)的建立25-30
• 3.1 COMSOL Multiphysics介紹25
• 3.2 航空發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣流型仿真設(shè)計(jì)25-28
• 3.3 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)28-30
• 第四章 ECT圖像重建算法研究30-56
• 4.1 典型ECT圖像重建算法30-37
• 4.1.1 非迭代類算法30-32
• 4.1.2 迭代類算法32-36
• 4.1.3 智能優(yōu)化類圖像重建算法36-37
• 4.2 改進(jìn)的Tikhonov正則化法37-39
• 4.3 粒子濾波算法39-49
• 4.3.1 粒子濾波基本原理39-42
• 4.3.2 粒子濾波算法在ECT圖像重建中的實(shí)現(xiàn)42-44
• 4.3.3 粒子濾波算法的改進(jìn)44-49
• 4.4 重建結(jié)果分析與對(duì)比49-56
• 4.4.1 不同算法的成像結(jié)果49-52
• 4.4.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)比52-56
• 第五章 ECT圖像后處理56-64
• 5.1 CONTOURLET變換56-58
• 5.1.1 拉普拉斯金字塔變換56-57
• 5.1.2 方向?yàn)V波器組57-58
• 5.2 基于CONTOURLET變換的圖像去噪58-60
• 5.3 基于CONTOURLET變換的圖像增強(qiáng)60-61
• 5.4 基于CONTOURLET變換的圖像融合61-64
• 結(jié)論64-66
• 參考文獻(xiàn)66-71
• 致謝71-72
• 攻讀碩士期間發(fā)表論文72

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：660730