删除或更新信息,请邮件至freekaoyan#163.com(#换成@)

航空发动机传感器故障诊断与容错控制研究进展

本站小编 Free考研/2020-05-30

航空发动机中控制系统通过传感器测量的信号来实现对运行状态的监测与控制,因此传感器测量信号的准确可靠是控制系统安全稳定运行的关键因素,为了提高控制系统的稳定性、安全性及可靠性,对传感器进行故障诊断、隔离及信号重构具有重要意义,在故障诊断中比较成熟的方法是阈值法,而这其中故障阈值的选取又是一个难点,因此需要考虑采用优化算法对传统阈值进行修正。
  研究人员采用了基于卡尔曼滤波的故障诊断方法对发动机传感器进行故障检测,从单传感器故障和多传感器故障的角度,分别设计了一组滤波器,然后根据故障判断逻辑,对传感器故障进行诊断,故障诊断结构如图1。
  由上述传感器故障诊断方法可知,传感器故障检测阈值选取的合理性直接关系到故障诊断的准确度,当故障检测阈值选取失当时,将产生漏报警和虚报警错误,但是这个要求是相互矛盾的,一般的故障诊断系统无法同时保证漏检率与虚警率同时为零,因此在故障检测阈值的选取过程中需要进行折衷考虑;而代价函数在传感器本身特性及噪声偏差基础上综合考虑了漏检率及虚警率对故障诊断的影响,其逻辑性强且容易采用计算机计算,因此结合代价函数选取传感器故障检测阈值是一种可行方案。
  研究人员在代价函数的基础上,结合粒子群优化算法,对故障阈值进行优化。传统的粒子群算法采用静态的惯性权重和学习因子会使优化过程陷入局部最优,因此,引入动态非线性权重和线性递减的局部学习因子以及线性递增的全局学习因子,以利于局部迭代和全局迭代,增加算法的准确性,迭代过程如图2。
  通过改进的优化算法,使故障阈值的选取更加准确合理,该方法以数理统计知识为基础,结合根据传感器的均值、偏差和故障值等情况,综合得出最优阈值;在建立了航空发动机数学模型后,基于此模型开展了一系列传感器故障诊断仿真研究,结果表明:相比于传统阈值确定方法,该方法在误判率、以及诊断速度上具有较好的优越性,为故障诊断、阈值选取提供了一种新思路如图3。
图1 (a)单个传感器故障诊断结构
图1 (a)单个传感器故障诊断结构
图1 (b)多个传感器故障诊断结构
图1 (b)多个传感器故障诊断结构

图2 适应度函数迭代曲线

 图3 (a)软故障

图3 (b)硬故障


相关话题/传感器 结构

  • 领限时大额优惠券,享本站正版考研考试资料!
    大额优惠券
    优惠券领取后72小时内有效,10万种最新考研考试考证类电子打印资料任你选。涵盖全国500余所院校考研专业课、200多种职业资格考试、1100多种经典教材,产品类型包含电子书、题库、全套资料以及视频,无论您是考研复习、考证刷题,还是考前冲刺等,不同类型的产品可满足您学习上的不同需求。 ...
    本站小编 Free壹佰分学习网 2022-09-19
  • 短螺旋型燃烧室旋流结构及气动边界发展规律数值模拟
    短螺旋燃烧室(SHC)不同于传统的环形燃烧室构型,其每个燃烧室头部(含旋流器及头部挡板、挡油盘等)以过头部挡板中心且垂直于发动机轴线的直线为旋转轴,旋转一定角度,从而形成一种非轴向进气的结构,其结构概念图如1所示。国内外相关的研究表明短螺旋燃烧室在缩短发动机轴向长度、提高燃烧室结构紧凑性、减少压气机 ...
    本站小编 Free考研 2020-05-30
  • 超高频响微等离子体动态压力传感器研究取得进展
    基于推重比15量级航空发动机与新一代高效重型燃气轮机的研制需求,高负荷、高效率和宽稳定裕度的压气机研制已成必然趋势。不断提高的负荷使得压气机内部强三维、非定常、强非线性流动特征变得愈发复杂,如果想要捕捉这些复杂的流动结构,并为校核先进的CFD技术计算结果提供经验数据,研制开发兼顾超高频响(1MHz以 ...
    本站小编 Free考研 2020-05-30
  • 研究所“微/纳结构材料热物性表征仪器的开发和应用”顺利通过初步验收
    近日,研究所作为第一技术支撑单位承担的科技部国家重大科学仪器设备开发专项“微/纳结构材料热物性表征仪器的开发和应用”结题预验收会在中国科学院条件保障与财务局主持下顺利召开,院条财局领导、验收专家、各任务负责人等30余人参会。  技术负责人唐大伟研究员详细地汇报了项目的进展情况,着重介绍了研究所开发的 ...
    本站小编 Free考研 2020-05-30
  • 风力机外场气动/结构综合测试系统完成挂机测试
    研究所研发的风力机外场气动/结构综合测试系统在国家能源风电叶片研发(实验)中心张北县100kW实验机组上完成挂机运行测试,各项指标达到预期,这是国内首例实现同步测量叶片前缘来流条件、表面气动压力分布、结构应变响应以及机组运行状态的风力机外场综合测试系统。  风力机运行在大气边界层的自然环境中,遭遇的 ...
    本站小编 Free考研 2020-05-30
  • 空天院对外发布ENVISAT卫星ASAR传感器年代际尺度全球海浪特征参数数据产品
    近日,中国科学院空天信息创新研究院(以下简称“空天院”)对外发布ENVISAT卫星ASAR传感器年代际尺度全球海浪特征参数数据产品。这是全球第一套基于星载合成孔径成像雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)且具有年代际时间尺度的海浪特征参数(有效波高和平均波周期)数据集。全 ...
    本站小编 Free考研 2020-05-30
  • 肖治术团队揭示了空间种子传播集合网络的结构及功能维持机制
    探究全球变化下区域生物多样性及其生态系统功能的维持机制和保护对策是生态学、生物地理学和保护生物学领域研究的重大课题。集合群落(metacommunity)用于研究区域内破碎化栖息地景观中生物多样性和生态系统功能的变化和响应机制,但其通常忽略物种间相互作用对区域生态过程的影响。然而,以往有关种间互作网 ...
    本站小编 Free考研 2020-05-30
  • 陶毅研究组合作研究揭示了蛊信仰对种群的结构化作用
    世界各地都流传着关于巫术信仰的传说,特别在缺乏正式法律系统的地区。世界各地的巫术概念多种多样,但有一些相似之处:例如普遍存在巫术毒害的观念,认为女巫贪婪或美丽,或者在某些方面与众不同。巫术信仰将疾病、死亡或其他不幸怪罪于某些人。这种指控或发生于家庭内部,或发生于社群之内,通常年长的女性和儿童是被指控 ...
    本站小编 Free考研 2020-05-30
  • 【前沿报道】PNAS:利用量子传感器探测从地壳到人脑的未知领域
    前沿探索永无止境,对于大到宏观宇宙小到微观原子的未知领域,人类探索的脚步从未停止。19 世纪末,正当英国著名物理学家威廉·汤姆生宣告物理学大厦已然全部建成,所剩只是一些修饰工作之时,量子物理学悄然诞生,并在不同学派的争论声中不断发展完善。尽管时至今日其理论体系仍不完备,但随着研究的不断深入,井喷式发 ...
    本站小编 Free考研 2020-05-30
  • 【前沿报道】Nature: Mohns超慢速扩张脊的深部电性结构成像
    洋脊是地球系统中火山和地震活动极其频繁、岩浆大规模上涌及新生洋壳形成的巨型活动构造带,是大陆漂移和海底扩张的中心,关乎板块构造学说的理论根基,对于研究板块动力、熔体形成和地幔对流等基本地球科学问题具有十分重要的意义。根据扩张速率大小,洋脊可划分为快速、中速、慢速和超慢速扩张脊等四种类型(图1a)。其 ...
    本站小编 Free考研 2020-05-30
  • 【前沿论坛】钮凤林:全波地震层析成像研究东亚上地幔结构
    报告人:钮凤林∣编写:蒋梦凡,塔力哈尔·哈帕尔,孙伟家(地球与行星室)  深俯冲岩石圈动力学研究近年来取得很大进展,但完整理解该俯冲过程依然存在困难。地震层析成像显示,一些板块俯冲并停滞在地幔过渡带[1],一些板块则俯冲至下地幔深处[2]。不同俯冲带可表现出迥异的俯冲过程,如海沟后撤或前进;俯冲带的 ...
    本站小编 Free考研 2020-05-30