航空发动机故障监测诊断系统设计.ppt

LOGO 机械系统故障诊断 航空发动机的状态监测和故障诊断 主要内容 项 目 研 究 1 方 案 设 计 2 技 术 实 现 3 设 计 总 结 4 一 .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 .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 .系统方案设计 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： 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 系统结构框图 空中 地面 发动机数据处理和分析 飞机数据处理 发动机 多路传感器 数据采集和合成单元 飞 机 数 据 采 集 系 统 飞行数据记录仪 黑匣子 快速存取记录器 传输器 地 面 计 算 机 滑 油 样 品 滑油光谱 铁谱分析 试车台数据 故障模拟平台数据 维修历史数据 发动机状态报告 发动机 结构履历 数据库 发动机 故障 数据库 飞机控制室 传输器 气路分析 三 .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 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 必要性 硬件安装 信号处理 3.2 振动监测技术 发动机众多的转 子部件的故障都 与振动有关，且 大多早期故障信 息在其振动中都 有所反映。 采用振动传感器 安装在振动具有 代表性的发动机 的安装节、转 子的支撑面和承 力机匣的对接面。 稳态振动信号 进 行 频谱分析 ， 监测 各分量 的 振动 值，并 对 信号 进行小波 分 析 等 相关分析 以提 取 出 信号中 的特征值 。 滑油系统本身 磨损件状况 3.3 滑油分析技术 监视滑油系统 本身（滑油压力、 滑油温度、滑油量、 油滤），保证其工 作正常、可靠。 利用专门的铁 谱仪对滑油进行铁 谱分析，根据磨粒 的大小和数量确定 磨损件的磨损情况。 3.4 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 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。 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。 数据的平滑：平均平滑法 /指数平滑法 野点 的剔除：统计学方法 /基于距离的方法 /基于偏离的方法 +分箱 /聚类 /回归 缺失数据的补充：插补 /加权调整 专家 诊断系统 发动机 试验数据 故障 模拟数据 结构履历 数据 故障维修 历史数据 数据库 3.5 智能化故障诊断数据库 通讯卫星 /互联网 地面监控诊断中心 飞机 机场 3.6 网络化数据平台 可行性 创新点 收获 展望 经济可行性 技术可行性 离线与在线有 机结合 多种诊断方式 选择性结合 数据库智能诊 断 课程的基本原 理和方法 课程的巨大作 用和意义 望老师加以指 正 四 .设计总结 LOGO 谢谢！