航空发动机建模和基于模型的故障诊断技术是航空发动机可靠性工程的研究方向之一。本文以基于模型的故障诊断方法为出发点,对航空发动机的建模、仿真问题进行研究,并进行了故障检测滤波器的设计和数字仿真工作。 主要内容如下: (1) 以完全气体热力学特性为基础,总结了燃气涡轮发动机内一维流的热力学特性及其热力学参数(定压比热、焓、熵、熵函数等)的数值求法。 (2) 在部件法建立发动机模型原理的基础上,研究了特性图在建模中所起的关建作用,并提出了一种风扇特性线的拟合处理方法。 (3) 研究了各种燃气涡轮发动机的结构特点,从能量角度出发提出广义发动机的概念,建立各种热气发动机仿真的统一的框架。 (4) 分析了发动机控制系统的故障模型,特别是对执行器故障的数学模型进行了描述。提出一种状态空间方程变换阵的求取方法,并针对变换后的系统讨论了相应的故障检测滤波器的设计方法。