基于ARMA的航空发动机传感器故障诊断及实时验证

作者： 赵万里   郭迎清   杨菁   孙浩   来源： 航空计算技术 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： ARMA模型   故障诊断   硬件在环平台   实时验证   航空发动机传感器  

描述： 提出一种基于时间序列分析的航空发动机传感器故障诊断方法，通过正常数据离线训练得到ARMA模型，然后在线进行实时故障诊断，可以诊断出航空发动机传感器可能发生的故障。为了验证故障诊断算法的实时性，搭建了基于工控机、故障诊断器和上位机的硬件在环仿真平台，采用自动生成的代码与嵌入式手写代码相结合的方式，将算法下载至基于FPGA+DSP的故障诊断器中进行验证。结果表明，数字仿真条件下ARMA故障诊断算法可以准确地诊断出传感器偏置故障。搭建的硬件在环仿真平台可以实现对算法的实时性验证，加入XNLPC传感器偏置故障，ARMA算法在故障诊断器中的运行时间为1.33 ms,具有工程应用价值。

基于ARMA的航空发动机传感器故障诊断及实时验证

作者： 赵万里   郭迎清   杨菁   孙浩   来源： 航空计算技术 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： ARMA模型   故障诊断   硬件在环平台   实时验证   航空发动机传感器  

描述： 提出一种基于时间序列分析的航空发动机传感器故障诊断方法，通过正常数据离线训练得到ARMA模型，然后在线进行实时故障诊断，可以诊断出航空发动机传感器可能发生的故障。为了验证故障诊断算法的实时性，搭建了基于工控机、故障诊断器和上位机的硬件在环仿真平台，采用自动生成的代码与嵌入式手写代码相结合的方式，将算法下载至基于FPGA+DSP的故障诊断器中进行验证。结果表明，数字仿真条件下ARMA故障诊断算法可以准确地诊断出传感器偏置故障。搭建的硬件在环仿真平台可以实现对算法的实时性验证，加入XNLPC传感器偏置故障，ARMA算法在故障诊断器中的运行时间为1.33 ms,具有工程应用价值。

基于滑模控制的航空发动机多变量约束管理

作者： 杜宪   郭迎清   孙浩   徐清诗   来源： 航空学报 年份： 2016 文献类型 ： 期刊 关键词： 涡扇发动机　　约束管理　　min   max切换逻辑　　滑模控制器　　多变量控制  

描述： 针对航空发动机传统单变量线性控制器min-max切换方法处理约束的不足,提出了单变量滑模控制器替换所有线性控制器的改进策略,并将该方法拓展为新切换逻辑下的多变量滑模控制结构。基于改进的单变量滑模控制器minmax结构,多变量控制策略中加入了多变量滑模主控制器和新的切换逻辑,充分利用发动机的所有控制量,克服了传统方法的保守性,进一步提高发动机约束下的动态性能。对稳态时工作的控制器进行了理论分析,建立了多变量控制器实现精确跟踪的充要条件。仿真结果表明,多变量控制方法在更苛刻的约束条件下能够实现跟踪任务,而且提高了推力跟踪的快速性,调节时间从1.91s缩短到1.54s,同时降低了稳态时的油耗。

航空发动机故障诊断算法性能分析及参数优化

作者： 王磊   郭迎清   孙浩   来源： 航空计算技术 年份： 2017 文献类型 ： 期刊 关键词： 参数优化   Kappa系数   故障诊断测试平台  

描述： 基于航空发动机故障诊断测试平台,通过蒙特卡洛仿真得到涡扇发动机部件、传感器及执行机构典型故障数据,经过参数换算、趋势监测、异常检测等过程进行故障诊断,采用加权最小二乘法实现故障隔离。利用故障诊断测试平台中的评估指标准则对诊断算法性能做出定量评估,采用遗传算法对虚警率、漏报率和Kappa系数等关键参数进行优化。

航空发动机分布式控制系统时延/丢包鲁棒性分析

作者： 李睿超   郭迎清   姜彩虹   陈义峰   来源： 航空动力学报 年份： 2017 文献类型 ： 期刊 关键词： 区域极点配置   航空发动机   分布式控制系统   鲁棒性分析   时延/丢包  

描述： 结果表明:当闭环极点被配置在-4附近时,系统具有最强的时延/丢包鲁棒性.综合考虑控制系统对于时延/丢包鲁棒性和动态性能的要求,可以将闭环极点配置在圆心在-8和-4之间、半径为1的圆盘区域内.

航空发动机传感器与执行机构信息重构算法

作者： 孙浩   郭迎清   赵万里   来源： 北京航空航天大学学报 年份： 2021 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机   故障诊断   广义似然比(GLR)   故障幅值估计   信息重构  

描述： 为实现航空发动机传感器与执行结构在故障情形下的故障幅值估计及信息重构,缓解故障对发动机性能的影响,在已有故障检测和故障隔离算法的基础上,提出一种基于修正的广义似然比(GLR)方法的信息重构算法。针对某型民用涡扇发动机的传感器与执行机构发生恒偏差与漂移故障的情形下进行了仿真验证。结果表明:基于修正的GLR方法对传感器和执行机构恒偏差和漂移故障的故障幅值估计具有较高的精度,两种故障情形下故障幅值的估计值的均方根误差均不超过0.005,故障部件信息重构后故障对系统性能的影响得到有效缓解。

基于RF-SVR的燃油计量装置性能衰退检测和剩余寿命估计方法

作者： 来晨阳   郭迎清   于华锋   来源： 航空动力学报 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 支持向量回归   随机森林   健康管理   剩余使用寿命   性能衰退   发动机燃油系统  

描述： 为了实现航空发动机燃油系统的安全状态监测和健康管理,开展了燃油系统性能衰退检测和剩余使用寿命估计方面的研究。以燃油系统燃油计量装置为例,分析了其主要的性能衰退模式,设计了基于电流-速度数据的健康指标(HIs)选取方案,并考虑环境及模型参数不确定性,进行模型不确定性仿真,基于健康数据与性能衰退数据间的马氏距离对部件性能衰退进行检测。提出了基于随机森林-支持向量回归(RFSVR)的剩余使用寿命(RUL)估计方法,利用通过RF特征选择优化的SVR模型实现部件RUL估计。最后基于某型民用涡扇发动机机械液压模型仿真数据对该方法进行了验证,结果表明:该方法的性能衰退检测虚警率及漏报率低于2%,RUL估计误差低于3%,可为航空发动机燃油系统的预测性维护提供参考。

航空发动机传感器与执行机构信息重构算法

作者： 孙浩   郭迎清   赵万里   来源： 北京航空航天大学学报 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机   故障诊断   广义似然比(GLR)   故障幅值估计   信息重构  

描述： 航空发动机传感器与执行机构信息重构算法