民用航空发动机故障诊断与健康管理现状、挑战与机遇Ⅰ：气路、机械和FADEC系统故障诊断与预测

作者： 曹明   黄金泉   周健   陈雪峰   鲁峰   魏芳   来源： 航空学报 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： FADEC诊断与预测   发动机健康管理系统   发动机机械故障诊断与预测   涡扇发动机   气路故障诊断与预测  

描述： 最近这一二十年相关工程技术的发展，给民用航空发动机故障诊断与健康管理（EHM）系统研发提出了新的挑战和机遇。本文综述围绕EHM偏上游功能的民用发动机气路性能退化诊断和预测、发动机机械系统故障和发动机FADEC系统故障诊断与3个模块的设计验证技术的需求、必要性及现状进行了讨论，并指出了未来的主要研发方向。全文的讨论围绕以下关键技术发展趋势展开：基于非线性无迹卡尔曼滤波器（UKF）和深度学习神经网络的发动机气路故障诊断算法己经显示出提高气路诊断精度的潜力；复合材料叶片在涡扇发动机里己经得到广泛使用；增材制造技术正被越来越多地应用于复杂发动机零部件的制造；金属屑末传感器的精度已获得大幅提高，其技术成熟度己达到发动机使用要求，为与振动信号的融合诊断铺平了道路；电气化、智能化的发动机全权限数字控制系统（FADEC）发展趋势对现有的基于传统构型控制部件和集中式控制架构的故障诊断算法也提出了新的挑战。

民用航空发动机故障诊断与健康管理现状、挑战与机遇Ⅰ：气路、机械和FADEC系统故障诊断与预测

作者： 曹明   黄金泉   周健   陈雪峰   鲁峰   魏芳   来源： 航空学报 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： FADEC诊断与预测   发动机健康管理系统   发动机机械故障诊断与预测   涡扇发动机   气路故障诊断与预测  

描述： 最近这一二十年相关工程技术的发展，给民用航空发动机故障诊断与健康管理（EHM）系统研发提出了新的挑战和机遇。本文综述围绕EHM偏上游功能的民用发动机气路性能退化诊断和预测、发动机机械系统故障和发动机FADEC系统故障诊断与3个模块的设计验证技术的需求、必要性及现状进行了讨论，并指出了未来的主要研发方向。全文的讨论围绕以下关键技术发展趋势展开：基于非线性无迹卡尔曼滤波器（UKF）和深度学习神经网络的发动机气路故障诊断算法己经显示出提高气路诊断精度的潜力；复合材料叶片在涡扇发动机里己经得到广泛使用；增材制造技术正被越来越多地应用于复杂发动机零部件的制造；金属屑末传感器的精度已获得大幅提高，其技术成熟度己达到发动机使用要求，为与振动信号的融合诊断铺平了道路；电气化、智能化的发动机全权限数字控制系统（FADEC）发展趋势对现有的基于传统构型控制部件和集中式控制架构的故障诊断算法也提出了新的挑战。

民用航空发动机故障诊断与健康管理现状、挑战与机遇Ⅱ：地面综合诊断、寿命管理和智能维护维修决策

作者： 曹明   王鹏   左洪福   曾海军   孙见忠   杨卫东   魏芳   陈雪峰   来源： 航空学报 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 故障融合决策   数字孪生   航空发动机健康管理系统   深度学习   智能视情维护维修   知识图谱   寿命管理  

描述： 基于民用航空发动机健康管理（EHM）的需求及发展目标，从CBM+全流程的角度分析民用航空发动机健康管理系统应用现状及行业发展趋势，进而总结民用航空发动机健康管理的应用现状及差距、挑战，并指出未来国内需要重点关注的民用发动机EHM研发方向。针对各个EHM功能模块的需求、差距、解决方案进行了深入论证分析，重点讨论了民用发动机EHM“下游”3个模块：地面综合诊断、寿命管理和智能视情维护维修决策的需求、必要性、现状及未来发展趋势和热点技术。

民用航空发动机故障诊断与健康管理现状、挑战与机遇Ⅱ：地面综合诊断、寿命管理和智能维护维修决策

作者： 曹明   王鹏   左洪福   曾海军   孙见忠   杨卫东   魏芳   陈雪峰   来源： 航空学报 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 故障融合决策   数字孪生   航空发动机健康管理系统   深度学习   智能视情维护维修   知识图谱   寿命管理  

描述： 基于民用航空发动机健康管理（EHM）的需求及发展目标，从CBM+全流程的角度分析民用航空发动机健康管理系统应用现状及行业发展趋势，进而总结民用航空发动机健康管理的应用现状及差距、挑战，并指出未来国内需要重点关注的民用发动机EHM研发方向。针对各个EHM功能模块的需求、差距、解决方案进行了深入论证分析，重点讨论了民用发动机EHM“下游”3个模块：地面综合诊断、寿命管理和智能视情维护维修决策的需求、必要性、现状及未来发展趋势和热点技术。

航空发动机控制方向课程群的移动自媒体辅助教学初探

作者： 鲁峰   黄金泉   来源： 工业和信息化教育 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机   建构主义   移动自媒体  

描述： 本文针对信息网络交互时代航空发动机控制方向课程群发展新方向,研究一种基于移动自媒体信息交互的教学改革方法;探究航空发动机控制方向课程群的自媒体虚拟课堂开发设计,利用移动自媒体便携、实时的特点,分析提高专业课程教学质量的方法,实践基于移动自媒体的学生主动建构模式的教学,在自媒体时代下为培养我国航空发动机战略亟须的控制方向专业人才提供了一种新的教学方法途径。

航空发动机控制方向课程群的移动自媒体辅助教学初探

作者： 鲁峰   黄金泉   来源： 工业和信息化教育 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机   建构主义   移动自媒体  

描述： 本文针对信息网络交互时代航空发动机控制方向课程群发展新方向,研究一种基于移动自媒体信息交互的教学改革方法;探究航空发动机控制方向课程群的自媒体虚拟课堂开发设计,利用移动自媒体便携、实时的特点,分析提高专业课程教学质量的方法,实践基于移动自媒体的学生主动建构模式的教学,在自媒体时代下为培养我国航空发动机战略亟须的控制方向专业人才提供了一种新的教学方法途径。

航空发动机传感器信号重构的K-ELM方法

作者： 尤成新   鲁峰   黄金泉   来源： 航空动力学报 年份： 2017 文献类型 ： 期刊 关键词： 传感器信号重构   留一交叉验证方法   航空发动机   核参数   核极限学习机  

描述： 针对航空发动机传感器信号重构,提出了评价核极限学习机(K-ELM)模型性能的一种快速留一交叉验证方法.结果表明:该方法可以避免原始的留一验证方法 N次模型的显式训练,将计算复杂度降低为原来的1/N(N为样本数目).该算法可以快速准确评价核极限学习机的性能,为核极限学习机确定最优的核参数.

航空发动机传感器信号重构的K-ELM方法

作者： 尤成新   鲁峰   黄金泉   来源： 航空动力学报 年份： 2017 文献类型 ： 期刊 关键词： 传感器信号重构   留一交叉验证方法   航空发动机   核参数   核极限学习机  

描述： 针对航空发动机传感器信号重构,提出了评价核极限学习机(K-ELM)模型性能的一种快速留一交叉验证方法.结果表明:该方法可以避免原始的留一验证方法 N次模型的显式训练,将计算复杂度降低为原来的1/N(N为样本数目).该算法可以快速准确评价核极限学习机的性能,为核极限学习机确定最优的核参数.

航空发动机推力衰退缓解的神经网络控制

作者： 闫召洪   仇小杰   黄金泉   鲁峰   来源： 航空动力学报 年份： 2021 文献类型 ： 期刊 关键词： 神经网络控制   变增量线性规划(LP)优化   性能退化   推力缓解控制   涡扇发动机  

描述： 针对航空发动机气路部件性能退化导致的推力下降问题,提出一种基于变增量线性规划(LP)优化神经网络控制方法用于航空发动机推力衰退缓解控制。该方法通过内环控制转速和发动机压比,外环修正发动机指令信号以缓解发动机推力衰退。其中内环非线性自回归滑动平均(NARMA-L2)转速控制器由神经网络训练得到;外环指令修正回路利用变增量LP优化方法调整发动机指令信号。以某型小涵道比涡扇发动机为对象进行仿真验证,结果表明,在4组仿真条件下,设计的控制方法在保证性能退化的发动机不超限的条件下使推力衰退至少缓解了46.5%,验证了该方法的有效性。

航空发动机气路故障诊断研究现状与展望

作者： 黄金泉   王启航   鲁峰   来源： 南京航空航天大学学报 年份： 2021 文献类型 ： 期刊 关键词： 数据驱动   航空发动机   信息融合   性能退化   气路故障诊断   机理模型  

描述： 航空发动机气路故障诊断是通过对发动机系统、部件的气路参数进行分析,以识别气路部件性能退化或故障的主动过程,是提高飞行安全性和可靠性、降低发动机维修成本的重要途径,当前已成为飞行推进技术研究领域的热点。本文较为详尽地阐述了发动机气路故障诊断技术的发展历程;讨论了发动机气路故障诊断的主要方法,包括基于线性/非线性模型的诊断方法、基于数据驱动的诊断方法、基于信息融合的诊断方法等,评述了这些方法的优缺点;最后指出了气路故障诊断技术中的关键技术和难点,并对未来的发展趋势进行了展望。