航空发动机地面试车状态综合监测技术及故障诊断系统开发

发布时间：2017-09-08 08:38

  本文关键词：航空发动机地面试车状态综合监测技术及故障诊断系统开发

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【摘要】：上世纪70年代首次提出了航空发动机气路静电监测技术,现已在多个机载化项目上获得成功。国内相关研究起步较晚,本文从涡扇发动机地面试车试验角度探讨了静电监测技术应用的可用性与有效性,结合试车性能指标分析静电信号趋势变化,并设计静电监测及诊断系统。本文主要研究内容如下:(1)针对民航涡扇发动机试车试验,构建了相应的静电监测系统方案。确定在线监测与信号处理方法,全新设计了用于安装在涡扇发动机尾喷管内壁上的静电传感器,依据试车环境进行强度校核。(2)设计航空发动机典型气路故障模拟实验平台,开展外来吸入物故障与转子碰摩故障的模拟实验。分析不同材质颗粒荷电特性与不同气流流速环境下的颗粒荷电特性,总结相应的信号特征规律。(3)利用LabVIEW开发平台设计“航空发动机气路静电监测及诊断”系统。实现静电信号采集、实时信号处理、数据存储以及阈值报警等功能。此外,开展静电健康基线以及基于SVM的故障模式识别方法的研究,进而构建两种离线模块,实现对离线数据的分析与处理。(4)开展某型现役民航涡扇发动机试车实验与尾气静电监测试验。结合试车性能指标,对全试车阶段、高低慢车阶段的静电信号变化趋势进行分析。确定稳定推力阶段活动率水平与发动机推力间的对应关系。应用在线系统与离线模块成功捕获滑油泄漏故障与发动机富油燃烧异常现象。
【关键词】：涡扇发动机 地面试车 静电监测技术 实验平台 支持向量机 LabVIEW
【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】：V263.6
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 注释表12-13
• 第一章 绪论13-22
• 1.1 研究背景及课题来源13-14
• 1.2 航空发动机状态监测与诊断技术研究现状14-17
• 1.2.1 航空发动机状态监测技术发展历程14-15
• 1.2.2 航空发动机状态监测技术15-17
• 1.2.3 航空发动机故障诊断技术概述17
• 1.3 航空发动机气路静电监测技术研究现状17-19
• 1.3.1 国外研究现状17-19
• 1.3.2 国内研究现状19
• 1.4 本文研究路线及章节安排19-22
• 第二章 基于气路静电的民航涡扇发动机监测技术22-32
• 2.1 发动机气路静电监测技术原理22-23
• 2.2 发动机气路静电监测系统23-25
• 2.2.1 静电监测系统总体方案23
• 2.2.2 试车传感器设计校核23-25
• 2.3 在线静电信号处理及其表征参数25-31
• 2.3.1 静电信号处理方法25-28
• 2.3.2 气路静电信号表征参数28-31
• 2.4 本章小结31-32
• 第三章 航空发动机典型气路故障模拟实验研究32-44
• 3.1 航空发动机典型气路故障介绍32-35
• 3.1.1 外来吸入物故障32-33
• 3.1.2 转子碰摩故障33-34
• 3.1.3 燃烧室积碳故障34-35
• 3.1.4 热端部件烧蚀掉块故障35
• 3.2 故障模拟实验台设计35-39
• 3.2.1 总体设计方案35-36
• 3.2.2 相关组件设计36-39
• 3.3 航空发动机气路故障模拟实验39-43
• 3.3.1 外来吸入物故障模拟实验及结果分析39-42
• 3.3.2 转子碰摩故障模拟实验及结果分析42-43
• 3.4 本章小结43-44
• 第四章 民航发动机气路静电监测及诊断系统开发44-67
• 4.1 虚拟仪器与EMFDS系统44-45
• 4.1.1 虚拟仪器的概念44-45
• 4.1.2 EMFDS系统的构成45
• 4.2 软件系统主要功能及操作45-59
• 4.2.1 EMFDS系统界面46-48
• 4.2.2 主程序逻辑结构48-50
• 4.2.3 静电监测功能50-54
• 4.2.4 数据管理功能54-58
• 4.2.5 说明与帮助功能58-59
• 4.3 基于SVM的离线故障识别模块59-62
• 4.3.1 支持向量机（SVM）概述59-60
• 4.3.2 故障识别模块设计及验证60-62
• 4.4 民航发动机离线信号分析与诊断模块62-65
• 4.4.1 静电健康基线研究62-64
• 4.4.2 模块功能设计64-65
• 4.5 本章小结65-67
• 第五章 涡扇发动机试车中静电监测技术应用及系统验证67-88
• 5.1 涡扇发动机试车环境与程序67-72
• 5.1.1 涡扇发动机试车环境67-68
• 5.1.2 涡扇发动机试车程序68-69
• 5.1.3 试车性能参数与试车图谱69-71
• 5.1.4 试车传感器安装与测试71-72
• 5.2 基于静电信号的性能参数趋势分析72-79
• 5.2.1 性能指标相关性分析72-73
• 5.2.2 全试车阶段静电/性能参数趋势分析73-75
• 5.2.3 高低慢车阶段静电/性能参数趋势分析75-77
• 5.2.4 稳定试车阶段静电/性能指标趋势拟合77-79
• 5.3 涡扇发动机气路异常状态静电监测79-87
• 5.3.1 滑油泄漏故障静电监测80-83
• 5.3.2 富油燃烧现象静电监测83-87
• 5.4 本章小结87-88
• 第六章 总结与展望88-90
• 6.1 本文主要工作与结论88-89
• 6.2 研究展望89-90
• 参考文献90-96
• 致谢96-97
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文97

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 薛浩然;张珂珩;李斌;彭晨辉;;基于布谷鸟算法和支持向量机的变压器故障诊断[J];电力系统保护与控制;2015年08期

2 殷逸冰;左洪福;冒慧杰;付宇;蔡景;;航空发动机进气道静电传感器空间模型解析及感应信号影响因素实验分析[J];仪器仪表学报;2015年04期

3 崔心瀚;马立元;魏忠林;王天辉;;小波阈值降噪与经验模态分解在信号瞬时特征提取中的应用[J];机械与电子;2014年10期

4 刘捷;左洪福;付宇;刘德峰;古丰强;;航空发动机气路静电数据管理系统设计与实现[J];飞机设计;2014年04期

5 殷逸冰;左洪福;文振华;蔡景;付宇;;航空发动机吸入颗粒物静电感应特性的模拟实验及分析[J];航空学报;2015年02期

6 付宇;左洪福;刘鹏鹏;蔡景;刘君强;;GAS PATH ELECTROSTATIC SENSOR MONITORING AND COMPARISON EXPERIMENT ON TURBOJET ENGINE[J];Transactions of Nanjing University of Aeronautics & Astronautics;2013年04期

7 刘鹏鹏;左洪福;孙见忠;蔡景;;气路静电监测技术在涡喷发动机试车中的应用[J];中国机械工程;2013年20期

8 刘鹏鹏;左洪福;付宇;文振华;白芳;;航空发动机碰摩故障在线监测与诊断研究[J];仪器仪表学报;2013年07期

9 韩建军;张华;张瑞;王莉;甄博;刘启国;;航空发动机健康管理系统技术与标准发展综述[J];航空标准化与质量;2013年03期

10 王元;李秋红;黄向华;;变循环发动机建模技术研究[J];航空动力学报;2013年04期

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本文编号：813017