航空发动机故障监测诊断系统设计.ppt

机械系统故障诊断航空发动机的状态监测和故障诊断航空发动机的状态监测和故障诊断主要内容主要内容项项 目目 研研 究究1方方 案案 设设 计计2技技 术术 实实 现现3设设 计计 总总 结结4一一.研究背景与意义研究背景与意义 航空发动机作为飞机的动力来源，其结构复杂，且工作在高温、大压力的苛刻条件下，从发动机发展现状看，无论设计、材料和工艺水平，抑或使用、维护和管理水平，都不可能完全保证其使用中的可靠性。而发动机故障在飞机飞行故障中往往是致命的，并且占有相当大的比例。一一.研究背景与意义研究背景与意义 目前，主流航空发动机的状态监测模式由最初的定期维护逐步发展为现今的视情维护。从国外的资料来看，大都采用了发动机状态监视和故障诊断系统EMS，并且逐步研究颁布了一系列指南，使其应用已日趋广泛和完善。然而国内的相关研究虽已初见成效，但还远远不能够适应飞机盒发展的需要。二二.系统方案设计系统方案设计在线模式：在线模式：1.实时性好，能够对于突发情况快速反应2.传输、处理数据量大，设备要求高3运行维护复杂，成本高离线模式：离线模式：1.设备简单易维护2.运行成本低3.实时性差，不能就突发情况快速反应系统方案比较系统方案比较系统结构框图系统结构框图三三.技术实现技术实现气路分析技术振动监测技术滑油分析技术航空发动机状态航空发动机状态分析报告分析报告1利用能量守恒、流量连续、动量守恒等关系建立带诊断的发动机的数学模型3红外成像仪探测热端温度场；尾气光谱分析了解工作效率、燃烧情况2利用内部传感器测量气路参数，通过对比了解单元体性能参数变化3.1 气路分析技术气路分析技术必要性必要性硬件安装硬件安装信号处理信号处理3.2 振动监测技术振动监测技术发动机众多的转发动机众多的转 子部件的故障都子部件的故障都 与振动有关，且与振动有关，且 大多早期故障信大多早期故障信 息在其振动中都息在其振动中都 有所反映。有所反映。采用振动传感器采用振动传感器 安装在振动具有安装在振动具有 代表性的发动机代表性的发动机 的安装节、转的安装节、转 子的支撑面和承子的支撑面和承 力机匣的对接面。力机匣的对接面。稳态振动信号稳态振动信号进进 行行频谱分析频谱分析，监测监测各分量各分量的的 振动振动值，并值，并对对 信号信号进行小波进行小波分分 析析等等相关分析相关分析 以提以提取取出出信号中信号中的特征值的特征值。滑油系统本身滑油系统本身磨损件状况磨损件状况3.3 滑油分析技术滑油分析技术 监视滑油系统监视滑油系统本身（滑油压力、本身（滑油压力、滑油温度、滑油量、滑油温度、滑油量、油滤），保证其工油滤），保证其工作正常、可靠。作正常、可靠。利用专门的铁利用专门的铁谱仪对滑油进行铁谱仪对滑油进行铁谱分析，根据磨粒谱分析，根据磨粒的大小和数量确定的大小和数量确定磨损件的磨损情况。磨损件的磨损情况。3.4 数据预处理方法数据预处理方法 航空发动机常年在高温、高压、高噪声环境下工作，其相关航空发动机常年在高温、高压、高噪声环境下工作，其相关参数的测量较为困难，采集到的航空发动机相关性能参数的数据参数的测量较为困难，采集到的航空发动机相关性能参数的数据若不加以预处理，则很难准确反映航空发动机的实际健康状态。若不加以预处理，则很难准确反映航空发动机的实际健康状态。数据预处理主要包括数据的平滑和野点的剔除与修正以及缺失数数据预处理主要包括数据的平滑和野点的剔除与修正以及缺失数据的补充。据的补充。数据的平滑：平均平滑法数据的平滑：平均平滑法/指数平滑法指数平滑法 野点野点的剔除：统计学方法的剔除：统计学方法/基于距离的方法基于距离的方法/基于偏离的方法基于偏离的方法+分箱分箱/聚类聚类/回归回归 缺失数据的补充：插补缺失数据的补充：插补/加权调整加权调整 专家专家诊断系统诊断系统 发动机发动机试验数据试验数据 故障故障模拟数据模拟数据结构履历结构履历 数据数据故障维修故障维修历史数据历史数据数据库数据库数据库数据库3.5 智能化故障诊断数据库智能化故障诊断数据库通讯卫星通讯卫星/互联网互联网地面监控诊断中心地面监控诊断中心飞机飞机机场机场3.6 网络化数据平台网络化数据平台可行性可行性创新点创新点收获收获展望展望经济可行性经济可行性技术可行性技术可行性离线与在线有离线与在线有机结合机结合多种诊断方式多种诊断方式选择性结合选择性结合数据库智能诊数据库智能诊断断课程的基本原课程的基本原理和方法理和方法课程的巨大作课程的巨大作用和意义用和意义望老师加以指望老师加以指正正四四.设计总结设计总结谢谢！