直升机旋翼动不平衡诊断及调平优化

发布时间：2017-08-18 13:02

  本文关键词：直升机旋翼动不平衡诊断及调平优化

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【摘要】：在直升机旋翼的生产、加工、装配以及使用、维护过程中,各片桨叶会存在由于多种原因而导致的动不平衡和气动不平衡。这些不平衡的现象会在很大程度上加剧直升机的振动程度,影响人员的持久作战能力和武器设备的使用效能及寿命。因此,需要及时对旋翼进行调平。而目前的旋翼调平都是基于技术人员的经验,采取调整—试验—再调整的方式来进行的,耗时较长,也较大程度的影响了直升机的出勤率。本文探索基于机身振动信息自动诊断旋翼不平衡的原因及程度,同时能够自动给出最佳的旋翼调平方案的方法。本文所进行的工作主要包括以下几部分:(1)对机身的振动信号进行分离,以提取出来自于旋翼的振动分量。该过程采用的是对不同频率分量的幅值进行比对的算法,该算法对于各源信号频率分布互不重叠,同时振动信号的各频率分量都与结构固有频率相隔较远的振动信号能取得较好的分离效果。(2)基于机体振动信息确定旋翼的不平衡类型和程度。这一步骤以灰关联度作为理论依据来进行分析,具体步骤是,建立包含各类不平衡状态下的旋翼振动数据的数据库,通过分析测量信号与数据库中各个信号的关联度,来确定旋翼的故障类型。在这一过程中,选取某些特定不平衡状态下的振动信号与其它状态的旋翼振动信号的灰关联度进行插值,得到灰关联度与不平衡程度的连续函数后,就可以得出任意测量振动信号的不平衡程度。(3)确定不平衡类型及程度后,便需要求出最优的调整方案。本文将不同的飞行速度速度下的振动幅值进行加权平均作为目标函数,来选取最优的调整方案,包括调整的方式(桨距、调整片以及桨叶配重)和调整幅度。本步骤采用遗传算法与局部寻优法相结合的算法,即采用遗传算法对旋翼调平进行优化,并对遗传变异过程中所产生的各个体进行局部寻优,以找到遗传算法所获得的个体附近的局部最小值,并在所得到的各个局部最小值之中选取整个可行解区间上的最小值。
【关键词】：信号分离 频率幅值比对 灰关联度 遗传算法 旋翼调平
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V275.1
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 第一章 绪论12-18
• 1.1 引言12-13
• 1.2 国内外研究现状13-16
• 1.2.1 工程应用现状13
• 1.2.2 理论研究情况13-16
• 1.3 本文的主要内容16-18
• 第二章 旋翼振动信号的提取18-29
• 2.1 引言18
• 2.2 旋翼实验介绍18-19
• 2.3 振动信号分离19-28
• 2.3.1 算法原理21-24
• 2.3.2 模拟信号分离24-26
• 2.3.3 振动信号分离26-28
• 2.4 小结28-29
• 第三章 旋翼不平衡诊断29-41
• 3.1 引言29
• 3.2 灰色关联度理论29-33
• 3.2.1 灰色序列30-31
• 3.2.2 灰关联公理与灰关联度31-33
• 3.3 旋翼不平衡分析33-40
• 3.3.1 旋翼不平衡类型诊断34-37
• 3.3.2 旋翼不平衡程度诊断37-40
• 3.4 小结40-41
• 第四章 旋翼调平优化41-51
• 4.1 优化算法简介41-44
• 4.1.1 遗传优化算法41-43
• 4.1.2 优化算法改进43-44
• 4.2 旋翼调整参数与机体振动关系44-47
• 4.3 旋翼调平方案优化47-50
• 4.3.1 优化参数设置47-48
• 4.3.2 优化所得结果48-50
• 4.4 小结50-51
• 第五章 总结与展望51-53
• 5.1 工作总结51
• 5.2 前景展望51-53
• 参考文献53-57
• 致谢57-58
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文58-59
• 附录59-73

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 赵海臣;李良荣;李丛飞;;FFT与IFFT频域信号处理研究[J];贵州大学学报(自然科学版);2014年02期

2 杨茂;李小龙;;基于仿真数据的旋翼系统故障识别[J];浙江大学学报(工学版);2013年12期

3 徐英帅;王细洋;孙伟;胡贵锋;;直升机动力传动系统故障诊断方法[J];失效分析与预防;2012年02期

4 马建仓;张国强;曾媛;;盲分离与Hilbert-Huang结合应用于航空发动机振动信号分析[J];机械科学与技术;2010年05期

5 高亚东;张曾，

本文编号：694698