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。

基于信息融合的航空发动机故障诊断研究

作者： 鲁峰   来源： 2008年全国博士生学术论坛(航空宇航科学与技术) 年份： 2016 文献类型 ： 会议论文 关键词： 航空发动机　　故障诊断　　信息融合　　支持向量机　　可靠性  

描述： 针对航空发动机使用的经济性和可靠性的问题，提出了基于模型和参数分析相融合的航空发动机故障诊断系统。系统地介绍了信息融合的基本方法以及关于航空发动机故障诊断的国内外现有的主要方法，并将信息融合应用于航空发动机故障诊断中，以基于物理模型和基于参数分析为基础建立了决策级融合的航空发动机气路故障诊断模型。实验结果表明在航空发动机故障诊断中，信息融合方法比单一诊断方法具有更高的可靠性。

航空发动机神经网络自适应控制

作者： 黄金泉   来源： 南京航空航天大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 航空发动机　　多变量控制　　自适应控制　　神经网络　　设计方法　　数字仿真  

描述： 航空发动机多变量控制是发动机数字控制的必然趋势,是实现飞行/推进系统一体化控制的客观要求.由于发动机是十分复杂的非线性多变量系统,在整个飞行包线内动态特性变化很大,难以建立精确的发动机模型,多变量控制规律的研究已成为十分困难而又至关重要的工作.该文围绕发动机多变量控制这个主线提出了基于模型参考自适应控制和神经网络自适应控制的多变量控制系统的设计方法.并将这些方法应用于涡扇...

两种PI控制器在航空发动机喷口喉道面积控制回路中的应用研究

作者： 杨艳婷   杨刚   黄金泉   高亚辉   来源： 2014 IEEE Chinese Guidance, Navigation and Control Conference(IEEE CGNCC 2014) 年份： 2016 文献类型 ： 会议论文 关键词： 航空发动机控制　　位置式控制　　增量式控制  

描述： 本文对位置式的和增量式的喷口喉道面积控制器在航空发动机控制回路应用效果进行了分析研究。首先从两种控制器的原理上进行了对比分析,随后针对实际使用情况分别对两个控制器进行改进,最终以某型发动机喷口控制回路为例进行仿真,验证了改进后两种控制器的有效性。

两种PI控制器在航空发动机喷口喉道面积控制回路中的应用研究

作者： 杨艳婷   杨刚   黄金泉   高亚辉   来源： 2014中国制导、导航与控制学术会议 年份： 2016 文献类型 ： 会议论文 关键词： 航空发动机控制　　位置式控制　　增量式控制  

描述： 本文对位置式的和增量式的喷口喉道面积控制器在航空发动机控制回路应用效果进行了分析研究。首先从两种控制器的原理上进行了对比分析，随后针对实际使用情况分别对两个控制器进行改进，最终以某型发动机喷口控制回路为例进行仿真，验证了改进后两种控制器的有效性。

航空发动机分布式控制拓扑结构优化方法

作者： 宋军强   汤丽丽   潘慕绚   黄金泉   来源： 航空动力学报 年份： 2016 文献类型 ： 期刊 关键词： Ⅱ　　可靠性评估　　网络拓扑结构   航空发动机　　分布式控制系统　　改进NSGA  

描述： 以控制系统的质量和可靠性为目标,采用基于遗传算法的改进NSGA(non-dominated sorting genetic algorthm)-Ⅱ对航空发动机分布式控制系统的网络拓扑结构进行优化设计.针对可靠性评估方法存在的不足,提出一种用于评估一般网络结构可靠性的方法.结果表明:随着加入的环形节点的增加或基本回路数目增加,系统的质量和可靠性都逐渐增大,但当基本回路数目大于2时,系统的质量会快速增加而可靠性则没有明显变化.因此,在系统质量和可靠性的综合影响下,航空发动机网络拓扑结构中的基本回路数应尽可能不大于2.

用于航空发动机动态辨识的MSMEA-ELM算法

作者： 许梦阳   黄金泉   潘慕绚   来源： 传感器与微系统 年份： 2016 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机　　传感器　　动态辨识　　思维进化算法　　极端学习机　　泛化能力  

描述： 针对传统思维进化算法搜索半径缺乏目的性,临时子群体补充缺乏方向性以及神经网络训练速度慢、泛化能力不足,传统极端学习机隐含层神经元个数多的缺点,提出一种多群体自适应思维进化算法优化的极端学习机(MSMEA—ELM)算法,通过传感器数据训练该算法用于对航空发动机大范围动态过程进行辨识。以训练均方误差与权值2范数的加权和最小为优化目标,采用多群体自适应思维进化算法优化极端学习机。以某型涡扇发动机为研究对象,采用MSMEA—ELM算法进行航空发动机动态过程辨识,验证了该算法的有效性。

基于动态优化数据的航空发动机过渡态控制方法

作者： 黄如意   黄金泉   潘慕绚   来源： 推进技术 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 最小二乘支持向量机   涡轴发动机   序列二次规划   比例积分控制器   前馈补偿   过渡态控制  

描述： 针对一般稳态燃油前馈PID算法在发动机过渡态过程中控制效果差的问题,提出了一种基于动态优化数据的涡轴发动机瞬态控制方法。采用带约束限制的序列二次规划(SQP)优化算法采集包线范围内各点的过渡态参数变化数据作为样本数据,利用稀疏化的最小二乘支持向量机(LSSVM)对样本数据进行训练、测试,将训练得到的LSSVM模型作为前馈与PI构成闭环控制器共同对涡轴发动机进行过渡态控制。通过对民用涡轴发动机部件级模型的包线内某两点不同功率水平进行仿真,结果表明,过渡态过程中动力涡轮转速超调量与下垂量均小于0.4%,稳态误差为0,动力涡轮转速稳定时间小于2s,各参数均未超限,因此,该控制器能有效提高涡轴发动机过渡态控制效果,实现对参数的限制管理。

让梦想与战鹰伴飞

作者： 李先祥   力尚峰   鲁峰   本报记者   赛宗宝   来源： 解放军报 年份： 2020 文献类型 ： 报纸

描述： 初秋，赣北某机场，几架新型战鹰腾空而起，向地面人员致意后，成编队奔赴新战位，守卫祖国的高山海岛。据悉，这是防控疫情以来，陆军装备部某航空军代局完成的又一项装备集中军检交付任务。与以往大项活动“橄榄绿”唱独角戏不同的是，这次任务中一批“孔雀蓝”闪亮登场、担?

全文：初秋，赣北某机场，几架新型战鹰腾空而起，向地面人员致意后，成编队奔赴新战位，守卫祖国的高山海岛。据悉，这是防控疫情以来，陆军装备部某航空军代局完成的又一项装备集中军检交付任务。与以往大项活动“橄榄绿”唱独角戏不同的是，这次任务中一批“孔雀蓝”闪亮登场、担?

航空发动机部件级模型实时性提高方法研究

作者： 殷锴   周文祥   乔坤   王鸿钧   黄金泉   来源： 推进技术 年份： 2017 文献类型 ： 期刊 关键词： 流路计算   Broyden法   部件级模型   实时性   涡扇发动机  

描述： 基于大涵道比涡扇发动机部件级模型,从减少单次流路计算耗时和降低单步流路计算次数两方面研究提高模型实时性的方法。测试并分析了发动机各模块单步计算耗时,通过建立气体热力属性插值表,使模型单次流路计算耗时减少80%,在3.3GHz Intel CPU平台下模型单次流路计算耗时0.02ms,在168MHz STM32F407硬件平台下耗时1.55ms。研究了不同收敛残差对模型流路计算次数及仿真精度的影响。仿真结果表明:相比Newton-Raphson法,Broyden法流路计算次数更少;将迭代求解残差由0.0001调整至0.001或0.005,模型流路计算次数显著减少,低压转速仿真偏差在0.2%以内。