航空發(fā)動機故障診斷與性能恢復控制技術研究.pdf

1、為了提高發(fā)動機的安全性并降低其維護成本，同時，保證部件蛻化狀態(tài)下航空發(fā)動機能夠維持足夠的性能來確保飛機安全飛行，本文開展了航空發(fā)動機故障診斷與性能恢復控制技術的相關研究。
　　本文首先對航空發(fā)動機故障診斷方法進行研究。航空發(fā)動機工作范圍廣，參數(shù)變化范圍大，單點建立的卡爾曼濾波器不能適應飛行包線內(nèi)的故障診斷。為此，結合改進的卡爾曼濾波器，根據(jù)當前飛行高度、馬赫數(shù)、燃油流量，通過三維插值方法，擴大了亞音速與超音速狀態(tài)下故障診斷的包線。

2、根據(jù)估計的蛻化量信息，基于神經(jīng)網(wǎng)絡建立了發(fā)動機性能參數(shù)跟蹤模型。針對發(fā)動機傳感器較少而發(fā)動機部件蛻化量數(shù)目相對較多的矛盾，設計了基于SVD的降維卡爾曼估計器，解決了傳感器不足情況下發(fā)動機不可測性能參數(shù)的估計問題。其次研究了發(fā)動機性能恢復控制的問題。針對內(nèi)環(huán)控制，采用最小二乘擬合法優(yōu)化ALQR控制器的相關參數(shù)。針對外環(huán)控制的推力估計模型部分，基于最小二乘支持向量回歸機提出并設計了一種推力估計模型，其輸入采用推力特征選擇算法來優(yōu)選一組最具價

3、值的可測參數(shù)作為推力估計模型的輸入，提高了推力估計模型的精度。針對外環(huán)控制的控制器部分，設計了模糊PI控制器，來自適應調(diào)節(jié)內(nèi)環(huán)控制的轉速指令，實現(xiàn)蛻化發(fā)動機的性能恢復。仿真表明蛻化發(fā)動機能夠快速恢復到額定推力，充分挖掘了蛻化發(fā)動機的潛在性能。由于渦輪葉尖間隙變化可被認為一種發(fā)動機渦輪故障，同時主動間隙控制也就類似于性能恢復控制，研究了渦輪葉尖間隙建模計算與主動間隙控制問題。提出以半無限平面瞬態(tài)熱傳導與多項式擬合相結合的方法估計相關部件的