【摘 要】
：
随着计算机技术的发展,越来越多的数字化设备投入到了工业生产和应用中。在设备运行过程中产生了大量的历史数据,这些历史数据会反应设备运行的状态,数据产生异常代表设备发生故障。作动器是飞控系统中的主动控制部件,保证了飞机在俯仰飞行时的稳定飞行姿态。作动器一旦发生故障,飞机的升降舵舵面控制难度会大大增加,对飞机安全性造成严重影响。因此,对飞机作动器进行实时监控和故障的实时诊断有很大的意义。本文基于数据驱动
【基金项目】
：
国家自然科学基金项目（项目编号:71971139,51435009）；
论文部分内容阅读
随着计算机技术的发展,越来越多的数字化设备投入到了工业生产和应用中。在设备运行过程中产生了大量的历史数据,这些历史数据会反应设备运行的状态,数据产生异常代表设备发生故障。作动器是飞控系统中的主动控制部件,保证了飞机在俯仰飞行时的稳定飞行姿态。作动器一旦发生故障,飞机的升降舵舵面控制难度会大大增加,对飞机安全性造成严重影响。因此,对飞机作动器进行实时监控和故障的实时诊断有很大的意义。本文基于数据驱动的方法,在充分了解作动器物理结构的基础上,在Simulink环境下对飞机作动器进行了仿真,建立了四种不同状态下的飞机作动器的非线性模型,模拟了现实中飞机作动器每一个组成部分的信号源。对多组数据样本依次进行信号处理、特征提取和故障诊断,主要工作如下:（1）在作动器Simulink模型中获取初始信号,利用三种小波阈值算法对初始信号进行降噪处理。并用仿真实验对比了三种方法的信噪比和均方差,择优选用硬阈值算法。（2）对经过降噪处理的信号进行EMD分解,分别提取了正常状态和三种故障模式下作动器的信号特征。发现不同状态下的作动器信号的IMF能量特征向量有明显差异,初步对作动器不同种类的故障进行了分类,完成了对作动器故障的定性分析。（3）在对作动器信号进行了降噪和EMD分解的基础上,绘制了作动器信号的时频图。基于卷积神经网络对作动器进行故障进行识别,详细地对作动器故障进行定量分析。本文所选用VGG16模型进行训练,对作动器故障诊断的准确率达到了95.4%,在模型优化之后,新VGG16模型的识别准确率提高到了98.05%,而且模型运算时间极短。相比于传统方法,在准确率和时效性上有了很大的提升。本文基于数据驱动的方法建立了作动器的整套故障诊断模型,实现了对飞机作动器故障的实时检测,具有一定的应用价值。
其他文献
民机作为现代常用出行交通工具,一直是研究的重点,而起落架是飞机的一个极其重要的组成部分,它的工作状况对飞机的运行安全造成了直接影响。但是,目前民机起落架的设计工作主要集中在局部的结构、机构、系统可靠性以及可靠性方面算法的改进等方面,对于以起落架的需求和预防故障为出发点的概念设计研究尚未涉及。在这种情况下,本文尝试结合质量功能展开QFD和故障模式与影响分析FMEA方法应用到民机起落架的研究工作中,进
这项工作的主题是相关的,具有重要的实际意义。航空燃气涡轮发动机的生产是飞机制造最优先和知识密集的领域之一。航空设备生产的现代趋势旨在减少制造产品的技术周期,提高其技术和经济特点,并降低生产成本。这些趋势的实施是可能的,由于使用新的材料,现代化的制造方法,各种保护涂层的应用到其表面和减少技术操作的数量。现代GTE的高负荷零件和组件的主要要求是高硬度和耐腐蚀性,这取决于零件的表面层的条件。本论文致力于
航空燃气轮机的设计中包含了大量受热的部件,其中最重要的部件之一是燃气轮机的燃烧室。为了提高整个系统的效率,有必要对受热壁面提供必要的冷却。本文提出了一种提高冷却效率的方法。由于采用了增材技术,消除了传统生产存在的一些技术限制,能够创建更复杂的冷却通道几何结构,从而显著提高了冷却效率。本文工作分为五个主要部顾,并对材料的使用和生产原理进行了研究。第二部分描述了通过改变关键参数来改变通道形状的方法。在
复合材料层合板的疲劳寿命分析是飞机设计中的重要问题。研究表明,用于金属和复合材料疲劳分析的模型和方程通常只适用于试样的疲劳寿命预测。本文基于一系列疲劳分析的模型和方程,旨在开发了一种适用于飞机复合材料结构元件的疲劳寿命评估方法,该方法测试少且具有较好的精度。本文综述了相关研究,在此基础上选择了相关的方法用于建立本文的方法。本文研究的模型有Mandell疲劳寿命拟合方程,Beheshti-Harri
飞行器表面防冰是保障航空航天安全发展的重中之重。等离子体防冰方法有诸如气动性能损失小、响应迅速、效率高等优点,是一种研究潜力巨大的新方法。单个液滴的形态与初始动力学特征固定,研究单个液滴与等离子体相互作用有助于等离子体防冰机理基础研究的推进,探索并理解液滴在等离子体驱动器表面的动力学行为和蒸发过程,是未来研制防冰专用的等离子体驱动器方法论的基础保障。研究者们虽然已经对等离子体防冰方法展开了探索,在
飞机结冰对飞机的安全和性能都会造成不利的影响,为解决结冰带来的不利影响,人们开发设计了一系列防冰表面。已有大量研究证明仿生超浸润表面在防覆冰领域具有优异的性能,如仿“荷叶效应”的超疏水涂层和仿“猪笼草”的液体注入式润滑层表面。然而,目前很难有一种防冰材料表面能同时实现低的冰附着强度和长的防冰寿命。基于高效和长效两个原则,本文基于聚膦腈材料优异的化学结构可设计性特点,构建聚膦腈/聚二甲基硅氧烷低表面
云层中的过冷液滴撞击飞机表面后会产生结冰,结冰会使得飞机的气动性能等迅速下降,是飞行期间的重大安全隐患。防冰是预防结冰的重要手段,对飞机关键部件进行防冰是飞行过程中必不可少的工作。目前飞机上应用的主流防冰方法有热气防冰和电加热防冰,但飞机需防冰区域面积大,这些方法都存在着功耗高的问题,难以在飞机上大面积部署、长时间使用,且用于机翼的热防冰结构也一定程度上影响了机翼的气动性能。因此,在保证防冰效果的
针对内热式浓硫酸高温焙烧白云鄂博稀土精矿,研究了在焙烧尾气处理、焙烧及水浸出、中和除杂及萃取分离过程中氟的存在形式及行为。在焙烧尾气处理过程中,由于尾气温度的降低,氟的存在形式也不同,在使用有机胺吸收二氧化硫时,其可能与有机胺发生反应,形成新的有机氟盐。在焙烧过程中,对焙烧矿进行了XRD、SEM和EDS表征和分析,发现影响氟的存在形式因素是多方面的,其影响因素不同,存在形式也不同。在对水浸液中和除
燃烧室流动壅塞导致的不启动现象是以超燃冲压发动机为动力的高超声速飞行器安全飞行的重大威胁之一,目前国内外关于流动壅塞问题的科学研究主要集中在燃烧室内高背压驱动下的不启动现象及相应的预测和控制技术方面,而极少关注流动壅塞触发之前燃烧室内压力的建立和发展问题。一直以来,燃烧释热导致的热壅塞被认为是超声速燃烧室内发生壅塞的主要原因,Rayleigh流模型成为预测冲压发动机燃烧室极限当量比的主要模型之一。
控制发动机振动是航空发动机研究的关键任务之一,过大的发动机振动会大大的降低发动机寿命。转子不平衡是发动机振动产生的重要原因,它是在转子的制造、装配、平衡等阶段形成的。因此,对航空发动机的转子不平衡进行研究有着重要意义。在现代文献中,计算转子许用不平衡量的方法很少,因此,本文提出了一种新型的确定许用不平衡的综合方法,即建立所研究旋转机械的质量惯性模型,并通过动态影响系数将许用振动水平与转子许用不平衡