航空发动机传感器故障诊断、信号重构的理论与试验研究

【类型】学位论文

【作者】赵成伟 

【关键词】 航空发动机 涡扇发动机 传感器 故障诊断 信号重构

【摘要】现代航空发动机FADEC系统的应用已成为必然趋势，保证该系统中用于参数测量和状态监控的传感器的可靠性显得尤为重要。传感器故障诊断和信号重构技术则是提高传感器可靠性的重要手段。因此对航空发动机传感器故障诊断系统进行理论与试验研究具有重要意义。br 本文以某型涡扇发动机为研究对象，采用拟合法建立了发动机线性模型，比较了线性模型在燃油量小阶跃幅值不同时的拟合精度，分析了线性模型离散化后的系统矩阵元素在不同转速下的变化趋势。应用卡尔曼滤波理论，设计了用于单个传感器故障诊断与信号重构的常值增益卡尔曼滤波器簇，并验证了所用常值增益卡尔曼滤波器的滤波效果及稳定性，通过VC++仿真表明该方法用于传感器故障诊断与信号重构是可行的。br 为了使航空发动机传感器故障诊断算法能够快速和高效地完成硬件在环仿真试验。构建了以NI CompactRIO为核心装置的传感器故障诊断系统的快速原型实时仿真平台。在LabVlEW编程环境中建立了发动机传感器故障诊断系统。分别在发动机模型稳态和动态工作时完成了对单个传感器故障的检测、隔离和重构的硬件在环仿真试验并验证了算法精度和有效性。试验结果表明在发动机稳态和动态工作时，基于卡尔曼滤波器簇的诊断算法均能确保发动机控制系统安全运行，同时表明该快速原型实时仿真平台的设计是成功的。本文研究工作为发动机传感器故障诊断系统的半物理仿真试验奠定了基础。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】南京航空航天大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】叶志锋

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