基于滤波方法的航空发动机故障诊断研究

作者： 朱柳   来源： 清华大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 航空发动机　　非线性模型　　故障诊断　　粒子滤波　　卡尔曼滤波  

描述： 航空发动机气路故障是发动机故障类型中最常见的一种故障类型，常常发生在高温高压部件。该故障一般会导致发动机性能参数（流量和效率）的下降，严重的话会影响发动机的安全性能和可靠性能。航空发动机气路故障诊断技术可以对发动机各气路部件进行实时监控和检测，对于故障能够进行及时准确的判断，并能根据故障类型和大小及时的进行处理。该技术可以有效的提高发动机运行的经济性以及可靠性，大大降低发动机运行的成本，因此该技术的研究具有很高的实用价值。本文在航空发动机非线性模型的基础上，采用卡尔曼滤波和粒子滤波两类方法，对两类故障（突变型与渐变型）实施了故障诊断。首先，在基于Matlab/Simulink的航空发动机部件级模型的基础上，建立了简化的非线性气路故障诊断模型，并将简化仿真模型的结果和部件级模型的运行结果进行对比，以验证简化模型的准确性。采用拟合法进行建模，并且在模型中引入了发动机健康参数，在建模过程中采取了归一化的思想对数据进行处理，大大的减少了计算量。从机理出发，通过引入平滑滤波器和低通滤波器这两种方法，对卡尔曼滤波方法进行机理性的研究，并分析影响卡尔曼滤波器滤波效果的因素，之后结合简单的航空发动机模型进行实例说明。在标准卡尔曼滤波器的基础上，引入了扩展卡尔曼滤波器（EKF）和无味变换卡尔曼滤波器（UKF）两种方法，重点探讨了两种方法的适用范围和影响因素。在之前所建立的简化非线性模型的基础上，设置了突变型和渐变型两类气路故障，并分别采用EKF和UKF两种方法对其进行故障诊断。仿真结果表明，对于弱非线性系统，UKF相对于EKF存在一定的优势，但不明显。UKF方法适合于诊断突变型气路故障。最后，将粒子滤波方法引入到航空发动机气路故障诊断领域，探讨粒子滤波方法在该领域的适用性。首先对粒子滤波方法（PF）的基本思想和影响因素进行研究，并在此基础上对改进型方法（EKPF）进行探讨，针对突变型和渐变型两类气路故障类型，采用两种方法分别进行诊断研究。结果表明两类方法在诊断效果上能满足基本的要求，但是PF不适合诊断突变型故障，而EKPF由于可以克服粒子滤波方法存在的粒子退化问题，诊断效果要好于PF。

航空发动机轴承故障智能诊断方法研究

作者： 吉晨   来源： 北京化工大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 航空发动机轴承　　隐马尔可夫模型　　核主元分析　　粗糙集　　智能识别  

描述： 航空发动机是飞机、导弹等航空航天飞行器的动力装置,是航空装备的核心,更是国家战略必争的关键装备之一。在高速旋转的航空发动机系统中主轴轴承是最关键的零件之一,同时也是它的薄弱环节,据统计主轴轴承故障占飞机机械故障的60%以上,其运行状态直接影响着飞机的性能和飞行安全。因此,提高航空发动机轴承故障监测、诊断能力,尽早发现故障并制定相应的应对方案,对保障飞机安全可靠运行、降低维修费用、避免意外恶性事故的发生具有很重要的现实意义。航空发动机轴承的故障监测系统主要通过采集、分析轴承的状态信息并与正常状态相比较,判断轴承的运行状态、分析轴承的故障类型及位置、提供维修意见。航空发动机轴承的故障诊断主要涉及轴承状态信号的采集、状态特征参数集的构建以及智能模式识别三部分。本文主要从航空发动机轴承不同状态振动信号的最优特征参数矩阵的构建和智能识别方法两方面开展研究。在最优特征参数矩阵构建方面,本文首先应用常用的时域参数和频域参数构建原始特征参数矩阵；其次根据轴承故障振动信号具有非线性的特点,提出了一种改进的核主元分析和粗糙集理论相结合的特征参数约简方法,构建敏感性高、规律性好、可分性强的最优特征参数矩阵来全面表征轴承的运行状态。在智能故模式识别方法方面,本文首先将使用两个随机变量来描述系统的动态变化和各种变量之间的依赖关系、具有处理不完整或复杂大规模数据的离散隐马尔可夫模型(DHMM)应用的航空发动机轴承故障的智能诊断中；其次,针对Baum Welch算法训练DHMM的效果依赖DHMM初始模型的缺点,提出了一种遗传算法(GA)和DHMM相结合的智能诊断算法,将GA应用到对DHMM的B初值优化中,以避免DHMM训练过程中陷入局部最小值,从而提高DHMM的识别精度和训练速度；最后,将连续隐马尔可夫模型(CHMM)应用到航空发动机轴承故障的智能诊断中,CHMM采用连续的观测密度函数来模拟每个状态的观测矢量,避免了DHMM算法离散化训练样本所带来的误差。通过实验验证,证明了上述三种方法可有效地应用于航空发动机轴承故障的智能诊断中。最后,采用C#语言开发了基于混合核函数的KPCA-RS算法的最优特征参数构建子模块以及基于DHMM、GA改进DHMM和CHMM算法的智能识别模块,通过对各模块的测试证明所开发的各子模块可以应用于实验室的航空发动机轴承故障智能监测诊断系统,初步达到工程应用的目的。

航空发动机气路性能估计方法对比研究

作者： 崔文斌   来源： 南京航空航天大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 气路性能估计　　发动机健康管理　　支持向量机　　智能算法  

描述： 为了进一步提高发动机的安全性和可靠性,加快航空发发动机视情维修向健康管理综合系统转变的步伐,本文着重研究了健康管理系统核心部分之一,即以某型涡扇发动机为研究对象,对发动机气路性能估计方法进行了对比研究。首先本文采用了智能算法,将性能估计问题转化为寻优问题,基于遗传算法以C++、Matlab为平台进行了仿真实验。仿真结果表明,虽然传统遗传算法在处理非线性问题上有很强的适用性,但在性能估计时亦会出现局部最优、精度过低的问题。针对这一问题,本文提出了不同的改进方案:引入了信息融合思想和萤火虫算法。通过仿真可知:信息融合遗传算法能够有效解决传统遗传算法中出现的问题,将估计精度控制在5%以内;萤火虫算法虽然在精度上能表现出优越的性能,但对设定参数敏感,由于没有科学的参数选取规则,针对不同问题需要大量试算获得算法参数。其次本文研究了支持向量机在气路性能估计中的运用,将性能估计问题转化为测量参数与性能参数间的建模问题,基于支持向量机对气路故障采用先分故障类别,再回归性能参数的策略。仿真结果表明支持向量机在小蜕化量时表现出的性能并不能让人满意,在气路性能估计领域有一定的局限性。本文提出了回归修正策略以及基于支持向量机、遗传算法的组合算法。支持向量机回归算法在引入修正策略后,能将估计误差控制在4%以内;基于支持向量机、遗传算法的组合方法能够克服两类算法缺陷,不仅解决了寻优过程中局部最优问题,也使整个算法对训练样本的依赖性降低,同时将估计误差控制在4%以内。最后对文中提出的性能参数估计方法进行了对比分析,总结了各类算法的局限性及应用前景,为后续研究提供一些建议。

大型航空枢纽港导客系统设置方法研究

作者： 彭川子   来源： 同济大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 航空港枢纽港　　导客标识　　系统设置　　功能模块  

描述： 如下。（1）详细分析大型航空港的主体设施的空间布局和设施组成，明确大型航空港导客系统的标识类型、设置形式、信息需求和发布需求。采用标识使用率量化旅客需求强度，并以需求强度为依据对导客系统分级；（2

航空客运中“机票超售”的法律问题研究

作者： 欧阳亮   来源： 东南大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文

描述： 航空客运中“机票超售”的法律问题研究

航空叶片数控加工变形分析与控制方法研究

作者： 贾立伟   来源： 西安工业大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 航空发动机叶片　　铝合金　　加工变形　　误差补偿　　有限元仿真  

描述： 航空发动机叶片是发动机的核心部件之一,然而叶片的设计及制造水平一直以来是制约发动机性能瓶颈。叶片作为薄壁自由曲面零件要求强度高,相对重量较轻,加工时极易变形,叶片的曲面形状及铣削加工精度决定了发动机的性能,研究叶片的加工方法可以有效地提高叶片的加工精度和加工效率。目前航空叶片大多采用多轴数控铣床来加工,在叶片加工时切削力导致其变形,因此实现叶片加工变形的预测和控制具有重要理论意义和工程实用价值。本文采用理论建模、有限元软件分析和实验研究相结合的方法。优化切削参数达到控制叶片变形的目的。首先,建立叶片铣削力模型。分析叶片变形的区域及变形的影响因素。分析导致叶片数控铣削加工变形原因,确定误差补偿措施,制定补偿方案。其次,建立叶片铣削变形有限元预测模型。利用ANSYS13.0叶片变形的有限元预测模型进行分析。并通过大量切削实验验证所建立的有限模型的正确性。再次,利用有限元模型分析不同的切削用量下航空发动机叶片加工变形情况,收集分析数据并总结叶片在不同切削用量的变形规律。最后,通过叶片变形补偿方案选择合理的切削参数,并通过有限元仿真分析及叶片数控加工实验验证误差补偿的有效性和实用性,说明所提出的误差补偿方法可以有效减小叶片的变形量,并有效提高叶片加工精度。

基于局部不变特征的航空影像自动匹配方法研究

作者： 江晓欢   来源： 南京师范大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 历史航空影像　　自动匹配　　局部不变特征　　MSER　　自适应中值滤波  

描述： ,恢复航空影像之间的正确位置关系。本文在此背景下,为解决缺少航摄资料的航空影像自动匹配与自动相对定向问题,主要在以下几个部分进行探讨：(1)局部不变特征的提取。本文探讨了目前无控制点航空影像定向的方法

跨洋民用航空自组网路由算法研究

作者： 颜志强   来源： 重庆大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 航空自组网　　路由算法　　路径稳定性　　多径  

描述： 航空自组网作为未来空基网的重要组成部分和跨洋航空移动通信网络的重要补充，近年来已成为空天网络的研究热点。自组网路由技术为数据传输建立路径和提供路径选择，直接影响整个网络的性能。民航自组网具有节点移动速度快，网络规模大，带宽受限，节点运动具有一定规律性等特点，传统无线自组网路由技术不再适用。因此，建立满足航空移动通信需求的高效、可靠的路由算法是航空自组网领域研究的重点和难点。本文根据跨洋民用航空通信的需求和特点，提出了一种基于路径稳定性的多径路由协议（Multipath Routing Protocol based on Path Stability，简称MRPPS），可为航空自组网提供高效、可靠的传输路径。本文主要工作有：①建立基于链路持续时间和路径跳数的路由选择机制。由于航空自组网中飞机节点移动速度快，易导致通信链路断开和网络拓扑变化，MRPPS基于链路持续时间和跳数进行路由选择，建立稳定通信路径，从而减少链路断开引起的路由切换。②提出地基站发起路由建立的策略。由于飞机节点以接入地基站为目的，提出由地基站发送路由发现分组建立路由，飞机节点只需建立到地基站和部分其它节点的路由，相对于维护全网路由的传统先应式路由协议，可以有效降低路由控制开销。同时该协议设计为先应式路由，通过周期性维护路由可减少端到端时延。③采用多径模式。为了进一步保证数据传输可靠性，防止由于链路断开引起的数据传输中断，该协议采用主-备多径模式，优先使用主路径，当主路径断开或出现网络拥塞时，则使用备用路径替换主路径进行数据传输。④设计与编程实现。从分组格式，表结构，邻居检测，路由发现，路由维护五个方面设计路由协议，并在NS2仿真软件中编程实现。仿真结果表明：在航空自组网环境下，MRPPS能够有效提高分组投递率，降低控制开销和时延抖动，同时在一定程度上减少端到端时延。综上所述，该协议可提升路由稳定性，确保数据在网络中高效，可靠地传输。论文相关工作可为航空自组网的理论研究和工程实现提供一定的参考。

基于改进SFM方法的航空摄影测量应用研究

作者： 李美燕   来源： 广西大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： SFM　　计算机视觉　　航空摄影测量　　精度  

描述： ,阈值选取不恰当会影响重建结果。因此,传统的SFM三维重建结果的精度难以达到摄影测量规范的要求。针对以上问题,本文提出一种改进的SFM方法,旨在提高三维重建的精度。本文主要的工作归纳如下：1)提出将基于

航空自组网连通性建模与分簇算法设计

作者： 宋玉龙   来源： 中国人民解放军信息工程大学；解放军信息工程大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文

描述： 航空自组网连通性建模与分簇算法设计