直升機(jī)電動(dòng)舵機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與壽命預(yù)測(cè)方法的研究.pdf

1、電動(dòng)舵機(jī)是直升機(jī)中必不可少的姿態(tài)控制部件,伺服動(dòng)力為直流電機(jī)的舵機(jī)具有故障率高、壽命短、可靠性差等缺點(diǎn),嚴(yán)重制約了直升機(jī)可靠性的提升。目前舵機(jī)可靠性研究主要是事后診斷或離線預(yù)測(cè),并不能保證舵機(jī)運(yùn)行的可靠性。針對(duì)現(xiàn)階段舵機(jī)可靠性研究的不足,本文研究舵機(jī)的故障模式和故障特征,對(duì)舵機(jī)進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè),既而研究舵機(jī)的在線壽命預(yù)測(cè)技術(shù),可為研究舵機(jī)智能維護(hù)技術(shù)提供依據(jù),對(duì)于提高直升機(jī)可靠性有著重大的意義。
　　舵機(jī)狀態(tài)信號(hào)含有大量能表征性能變化

2、的特征,現(xiàn)有研究只利用單個(gè)特征進(jìn)行預(yù)測(cè),并不能全面地表征實(shí)際性能的變化。本文通過建立舵機(jī)故障樹,研究舵機(jī)的故障模式和故障機(jī)理,確定了電流、轉(zhuǎn)速和振動(dòng)信號(hào)中7個(gè)能表征舵機(jī)性能的故障特征。由于研究對(duì)象的特殊性,故障判據(jù)難以獲取,本文采用有限元進(jìn)行舵機(jī)的故障注入仿真,確定了舵機(jī)的失效閾值,為舵機(jī)的壽命預(yù)測(cè)提供了充分失效判據(jù)。
　　從舵機(jī)的狀態(tài)數(shù)據(jù)中正確有效地提取故障特征是實(shí)現(xiàn)舵機(jī)壽命預(yù)測(cè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本文根據(jù)狀態(tài)信號(hào)各自特點(diǎn),分別采用小波

3、變換和HHT變換實(shí)現(xiàn)了舵機(jī)電流、轉(zhuǎn)速和振動(dòng)信號(hào)中的7個(gè)故障特征的提取,獲取了故障特征的退化軌跡,為研究舵機(jī)的壽命預(yù)測(cè)方法作了充分的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。
　　舵機(jī)系統(tǒng)復(fù)雜,單一的非線性時(shí)間序列預(yù)測(cè)建模方法難以保證其預(yù)測(cè)效果。本文提出了一種灰色支持向量機(jī)的組合預(yù)測(cè)方法。經(jīng)過驗(yàn)證,灰色支持向量機(jī)預(yù)測(cè)方法能夠融合灰色模型和支持向量機(jī)預(yù)測(cè)模型的優(yōu)點(diǎn),具有較強(qiáng)的自適應(yīng)能力和較高的預(yù)測(cè)精度。利用灰色支持向量機(jī)預(yù)測(cè)算法對(duì)7個(gè)故障特征進(jìn)行建模,結(jié)合各自的失效