航空发动机转子非稳态振动分量提取方法

【类型】期刊

【作者】肖袁  冯坤  胡明辉  江志农 

【刊名】航空学报

【关键词】 航空发动机,转子,谐波乘积谱,Vold,Kalman滤波,非稳态振动

【摘要】对发动机转子振动状态进行监测是提高发动机可靠性的重要方法之一。然而在实际运行与振动监测过程中发现，发动机转速变化快且转子振动分量微弱，其转子谐频振动分量难以实时跟踪提取。为解决这一问题，提出了基于稀疏谐波乘积谱及自适应Vold-Kalman滤波的航空发动机转子振动分量提取方法。首先，分析了发动机机匣信号特性，通过机匣信号中叶片通过频率与转频的谐波关系，结合谐波乘积谱的思路，提出了一种快速计算发动机转频的方法，该方法无需准确的键相信息。其次，使用变步长迭代的方法最小化阶次谱残余误差，确定Vold-Kalman滤波器的最佳滤波参数，从而实现发动机转子谐频振动分量的准确提取。通过仿真数据验证了本方法在较大的噪声下仍能够很好地提取出机匣信号中微弱的转子振动分量，并与多种经典信号分解方法进行了对比。最后，对实际发动机信号进一步分析，针对发动机启停、加减速状态2种典型非稳态工况进行了计算并验证，证明了所提方法的优越性。

【年份】2024

【作者单位】北京化工大学高端压缩机及系统技术全国重点实验室;北京化工大学高端机械装备健康监控与自愈化北京市重点实验室;北京化工大学发动机健康监控及网络化教育部重点实验室;

【期号】03

【页码】133-147