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- 航空发动机快变信号的匹配同步压缩变换研究
- 作者： 陈雪峰 王诗彬 程礼 来源： 机械工程学报 年份： 2018 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机 同步压缩变换 故障诊断 时频分析
- 描述： 航空发动机快变信号特征提取是航空发动机健康监测与故障诊断的关键技术之一。针对航空发动机快变信号特征提取需求及其瞬时频率快变的特点,提出了匹配同步压缩变换方法。构造了匹配快变信号调频结构的瞬时频率估计算子,能同时考虑快变信号时频能量随频率和时间方向的分布,从而提高快变信号时频表示的能量聚集性,提升航空发动机快变信号提取能力。通过航空发动机主轴承寿命试验机的碰摩故障试验,以及某型航空发动机的碰摩故障诊断工程案例,验证匹配同步压缩变换方法对于航空发动机快变信号处理的有效性。工程应用结果表明,对于航空发动机转子系统动静碰摩故障,匹配同步压缩变换能够有效提取该故障导致的振动信号瞬时频率快速振荡的强时变特征,从而诊断转子系统碰摩故障。
- 航空发动机快变信号的匹配同步压缩变换研究
- 作者： 陈雪峰 王诗彬 程礼 来源： 机械工程学报 年份： 2018 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机 同步压缩变换 故障诊断 时频分析
- 描述： 航空发动机快变信号特征提取是航空发动机健康监测与故障诊断的关键技术之一。针对航空发动机快变信号特征提取需求及其瞬时频率快变的特点,提出了匹配同步压缩变换方法。构造了匹配快变信号调频结构的瞬时频率估计算子,能同时考虑快变信号时频能量随频率和时间方向的分布,从而提高快变信号时频表示的能量聚集性,提升航空发动机快变信号提取能力。通过航空发动机主轴承寿命试验机的碰摩故障试验,以及某型航空发动机的碰摩故障诊断工程案例,验证匹配同步压缩变换方法对于航空发动机快变信号处理的有效性。工程应用结果表明,对于航空发动机转子系统动静碰摩故障,匹配同步压缩变换能够有效提取该故障导致的振动信号瞬时频率快速振荡的强时变特征,从而诊断转子系统碰摩故障。
- 可解释性智能监测诊断网络构造及航空发动机整机试车与中介轴承诊断应用
- 作者： 王诗彬 王世傲 陈雪峰 黄海 安波涛 赵志斌 刘永泉 李应红 来源： 机械工程学报 年份： 2024 文献类型 ： 期刊 关键词： 故障诊断 航空发动机健康管理 算法展开 可解释性人工智能 异常检测
- 描述： 航空发动机故障预测与健康管理是提高航空发动机安全性、可靠性以及经济可承受性的关键技术。基于深度学习的人工智能方法在机械故障诊断领域受到广泛关注并开展了深入研究，但现有深度学习“黑箱算法”的现状仍然存在模型可解释性差、理论基础薄弱等问题。针对航空发动机健康管理与智能运维的迫切需求，提出航空发动机可解释性智能监测诊断网络，并在某型涡扇发动机整机长试试验中验证了异常检测与中介轴承故障诊断的有效性。将发动机振动信号先验信息融入稀疏表示模型，对模型的迭代求解算法进行展开得到结构具有可解释性的核心网络；针对航空发动机异常检测与智能诊断任务构造了基于对抗训练框架的可解释性异常检测子网络和基于特征提取框架的可解释性故障诊断子网络。本文提出的基于迭代算法展开的网络构造框架具备明确的理论基础，即网络设计有依据；稀疏表示模型驱动的可视化方法能够检验网络是否学到了与发动机故障相符的有意义的特征，即学习结果可信任。最后，通过某型涡扇发动机整机长试试验积累的超过500小时的试车数据，验证了本文提出的模型驱动的可解释性智能监测诊断网络在航空发动机异常检测与中介轴承故障诊断方面的有效性与可靠性。
- 可解释性智能监测诊断网络构造及航空发动机整机试车与中介轴承诊断应用
- 作者： 王诗彬 王世傲 陈雪峰 黄海 安波涛 赵志斌 刘永泉 李应红 来源： 机械工程学报 年份： 2024 文献类型 ： 期刊 关键词： 故障诊断 航空发动机健康管理 算法展开 可解释性人工智能 异常检测
- 描述： 航空发动机故障预测与健康管理是提高航空发动机安全性、可靠性以及经济可承受性的关键技术。基于深度学习的人工智能方法在机械故障诊断领域受到广泛关注并开展了深入研究，但现有深度学习“黑箱算法”的现状仍然存在模型可解释性差、理论基础薄弱等问题。针对航空发动机健康管理与智能运维的迫切需求，提出航空发动机可解释性智能监测诊断网络，并在某型涡扇发动机整机长试试验中验证了异常检测与中介轴承故障诊断的有效性。将发动机振动信号先验信息融入稀疏表示模型，对模型的迭代求解算法进行展开得到结构具有可解释性的核心网络；针对航空发动机异常检测与智能诊断任务构造了基于对抗训练框架的可解释性异常检测子网络和基于特征提取框架的可解释性故障诊断子网络。本文提出的基于迭代算法展开的网络构造框架具备明确的理论基础，即网络设计有依据；稀疏表示模型驱动的可视化方法能够检验网络是否学到了与发动机故障相符的有意义的特征，即学习结果可信任。最后，通过某型涡扇发动机整机长试试验积累的超过500小时的试车数据，验证了本文提出的模型驱动的可解释性智能监测诊断网络在航空发动机异常检测与中介轴承故障诊断方面的有效性与可靠性。
- 航空发动机燃油控制系统故障诊断技术研究进展与挑战
- 作者： 严如强 许文纲 王志颖 朱启翔 周峥 赵志斌 孙闯 王诗彬 陈雪峰 张军辉 徐兵 来源： 机械工程学报 年份： 2024 文献类型 ： 期刊 关键词： 燃油控制系统 故障诊断 物理模型 人工智能 信号处理
- 描述： 随着发动机性能要求的不断提升，燃油控制系统服役的工况变得越来越恶劣、边界条件越来越复杂。燃油泵固有压力脉动与管路、活门的流固耦合振动，密封圈腐蚀或老化导致的泄漏，油液污染或润滑油失效而产生的磨损加剧等均会造成燃油控制系统的致命故障。同时，燃油控制系统具有少测点、变工况、强干扰及强非线性等特点，导致该领域对故障诊断技术存在迫切需求，同时也面临巨大挑战。为推动故障诊断技术在燃油控制系统领域的发展，总结燃油控制系统的特点与常见故障，并在此基础上介绍故障诊断技术的主要方法与分类。进一步从液压元件互换性角度，概述基于物理模型、信号处理和人工智能诊断方法在燃油控制系统关键部件中的研究现状。最后指出燃油控制系统故障诊断技术存在的挑战与机遇。