航空發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷與性能恢復(fù)控制技術(shù)研究.pdf

1、為了提高發(fā)動(dòng)機(jī)的安全性并降低其維護(hù)成本，同時(shí)，保證部件蛻化狀態(tài)下航空發(fā)動(dòng)機(jī)能夠維持足夠的性能來(lái)確保飛機(jī)安全飛行，本文開(kāi)展了航空發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷與性能恢復(fù)控制技術(shù)的相關(guān)研究。
　　本文首先對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷方法進(jìn)行研究。航空發(fā)動(dòng)機(jī)工作范圍廣，參數(shù)變化范圍大，單點(diǎn)建立的卡爾曼濾波器不能適應(yīng)飛行包線內(nèi)的故障診斷。為此，結(jié)合改進(jìn)的卡爾曼濾波器，根據(jù)當(dāng)前飛行高度、馬赫數(shù)、燃油流量，通過(guò)三維插值方法，擴(kuò)大了亞音速與超音速狀態(tài)下故障診斷的包線。

2、根據(jù)估計(jì)的蛻化量信息，基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立了發(fā)動(dòng)機(jī)性能參數(shù)跟蹤模型。針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器較少而發(fā)動(dòng)機(jī)部件蛻化量數(shù)目相對(duì)較多的矛盾，設(shè)計(jì)了基于SVD的降維卡爾曼估計(jì)器，解決了傳感器不足情況下發(fā)動(dòng)機(jī)不可測(cè)性能參數(shù)的估計(jì)問(wèn)題。其次研究了發(fā)動(dòng)機(jī)性能恢復(fù)控制的問(wèn)題。針對(duì)內(nèi)環(huán)控制，采用最小二乘擬合法優(yōu)化ALQR控制器的相關(guān)參數(shù)。針對(duì)外環(huán)控制的推力估計(jì)模型部分，基于最小二乘支持向量回歸機(jī)提出并設(shè)計(jì)了一種推力估計(jì)模型，其輸入采用推力特征選擇算法來(lái)優(yōu)選一組最具價(jià)

3、值的可測(cè)參數(shù)作為推力估計(jì)模型的輸入，提高了推力估計(jì)模型的精度。針對(duì)外環(huán)控制的控制器部分，設(shè)計(jì)了模糊PI控制器，來(lái)自適應(yīng)調(diào)節(jié)內(nèi)環(huán)控制的轉(zhuǎn)速指令，實(shí)現(xiàn)蛻化發(fā)動(dòng)機(jī)的性能恢復(fù)。仿真表明蛻化發(fā)動(dòng)機(jī)能夠快速恢復(fù)到額定推力，充分挖掘了蛻化發(fā)動(dòng)機(jī)的潛在性能。由于渦輪葉尖間隙變化可被認(rèn)為一種發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪故障，同時(shí)主動(dòng)間隙控制也就類(lèi)似于性能恢復(fù)控制，研究了渦輪葉尖間隙建模計(jì)算與主動(dòng)間隙控制問(wèn)題。提出以半無(wú)限平面瞬態(tài)熱傳導(dǎo)與多項(xiàng)式擬合相結(jié)合的方法估計(jì)相關(guān)部件的