“民機發(fā)展、適航先行”,為了我國大飛機的發(fā)展,局方對發(fā)動機控制系統(tǒng)的安全性提出了一系列要求。傳感器作為控制系統(tǒng)不可或缺的硬件分系統(tǒng),它通過感知并傳遞信息來實現(xiàn)閉環(huán)控制功能。然而,航空發(fā)動機運行環(huán)境惡劣,傳感器失效是不可避免的。此外,發(fā)動機控制系統(tǒng)需要保證關(guān)鍵變量（如風(fēng)扇轉(zhuǎn)速或渦輪溫度）能夠維持限制。目前,國內(nèi)外對限制保護的研究都是在傳感器處于正常的條件下進行。本文從傳感器失效角度,以發(fā)動機限制保護為對象開展了一系列研究,主要研究內(nèi)容如下:（1）探究了穩(wěn)態(tài)、無限制保護下轉(zhuǎn)速傳感器失效對發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)的影響。首先對傳感器失效模式進行了研究,發(fā)現(xiàn)傳感器可能在偏置、漂移、沖擊、周期性干擾、開路及短路上發(fā)生失效,并以電流的形式表征出各類故障。其次針對無限制保護的轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng),在傳感器失效下進行研究,從風(fēng)扇轉(zhuǎn)速響應(yīng)、偏差信號、傳感器輸出信號、輸出燃油流量等方面分別對系統(tǒng)進行失效影響分析和故障仿真研究。結(jié)果表明,沖擊故障對系統(tǒng)影響最小,開路故障影響最大,故障影響程度從小到大排序為:沖擊、偏置、漂移、短路、周期性干擾、開路。（2）基于穩(wěn)態(tài)的轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng),探究了轉(zhuǎn)速傳感器失效對轉(zhuǎn)速限制保護的影響。通... 

【文章來源】：中國民航大學(xué)天津市

【文章頁數(shù)】：105 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

發(fā)動機模型站位圖

中國民航大學(xué)碩士學(xué)位論文00()()0ε，ε≥=+=<mrttyytttt（2.1）其中，ym為測量值，yr為未失效時測量參數(shù)的正常初始值，ε(t)表示偏置故障，為偏置幅值，當(dāng)=0時，表示傳感器未失效，傳感器是正常工作狀態(tài)。的值越大，表明偏置幅度越大，故障程度變大。t0是故障發(fā)生的初始時刻，即傳感器失效是從該時刻起發(fā)生的故障。因此在仿真中，對于偏置故障，其電流信號表征為一個瞬間的突變過程，即瞬時躍變。可在原信號上加上一個恒定或隨機小信號的形式，即階躍信號來表征。如圖2.1所示，在3秒發(fā)生偏置故障，幅值為0.1。圖2.1模擬偏置故障2.1.2漂移故障漂移故障表現(xiàn)為某一時刻，傳感器測量值以某一速率偏離正常初始值，其數(shù)學(xué)模型可表示為式2.2所示：00++≥=<rmryKtbttyytt（2.2）其中，式中數(shù)學(xué)的表達式Kt+b為該故障表現(xiàn)形式，K為漂移速率，當(dāng)K=0，b>0時，表示傳感器發(fā)生偏置故障，K越大，表明漂移程度越大，故障程度加大。當(dāng)K=0和b=0時，傳感器處于正常狀態(tài)。因此在仿真中，對于漂移故障，其電流信號表征是一種隨時間作線性增加的過程。可在原信號上以某一速率偏離原信號，即斜波信號的形式來表征。如圖2.2所示，在第3秒發(fā)生斜率為0.2的漂移故障。18

中國民航大學(xué)碩士學(xué)位論文圖2.2模擬漂移故障2.1.3沖擊故障傳感器發(fā)生沖擊故障表現(xiàn)為某一時刻，傳感器測量值出現(xiàn)高頻脈沖信號，因此也稱為脈沖故障，其數(shù)學(xué)模型可表示為式2.3所示：0mtaybta≠==，，（2.3）其中，ym為測量值，t為發(fā)生故障時間，a，b為常數(shù)，b越大則沖擊幅值越大，故障程度越大。因此在仿真中，對于沖擊干擾，其電流信號是一種持續(xù)時間極短而幅值極大的信號�？稍谠盘柹席B加一個脈沖信號。如圖2.3所示，第3秒發(fā)生幅值為2的沖擊故障。圖2.3模擬沖擊故障19


本文編號：3486809