基于特征频段RMS值的发动机故障实时监测方法

发动机试车数据分析在发动机故障诊断中发挥着重要作用,某型号发动机试车多次出现关键部位焊缝开裂及燃料泄漏等故障,根据液体火箭发动机试车不同阶段信号特点,给出了试车信号的处理和分析方法,对该型号发动机16次试车振动信号进行处理、分析及对比,得到了正常和出现故障的试车信号频域的不同特征,提出一种基于特征频段RMS值的发动机故障识别方法,此方法可以用于发动机试车过程故障的实时监测,对于确保试车产品安全、预防试车破坏性灾难具有一定的实际意义。     

双脉冲固体火箭发动机燃烧室声腔特性仿真分析与试验研究

相比传统固体发动机,双脉冲固体火箭发动机利用隔舱装置将推进剂装药分段隔离,实现二次启动和间歇推力。因其燃烧室声腔结构复杂,声腔特征长度的定义模糊,导致无法准确计算燃烧室声腔模态频率。为了深入研究发动机声模态特性,避免燃烧室声腔与弹体结构或发动机内流场发生耦合、诱发不稳定燃烧现象,通过仿真分析获得了声腔的固有频率和振型,结合试验结果验证了数值模型的正确性,并首次明确了燃烧室特征长度的提取方法,对圆柱形声腔频率计算公式进行了修正,建立了适用于双脉冲固体火箭发动机的声腔频率计算模型,提高了发动机声模态分析的效率和精度。     

火箭引射模态下一次火箭流量优化方法研究

对火箭基组合循环(RBCC)发动机火箭引射模态下一次火箭流量优化方法开展了研究,并对飞行条件下一次火箭流量的变化规律进行了分析。提出了采用有效比冲作为优化目标的一次火箭流量单目标优化模型;建立了求解与一次火箭流量相匹配的二次燃料流量的比例控制方法;在考虑发动机性能优化与弹道分析耦合作用的基础上,采用试验设计和遗传算法,建立了火箭引射模态下一次火箭流量优化方法。针对空中载机发射的RBCC发动机,开展了火箭引射模态下一次火箭流量优化,并根据弹道分析结果,给出了飞行条件下一次火箭流量变化规律。结果表明,为了克服飞行过程中声障阻力,一次火箭流量在Ma=1.0附近达到最大,此时对发动机提出较高的推力设计要求;在Ma=1.5附近,来流空气的冲压作用占主导地位,一次火箭流量出现较大程度的节流,此时对发动机提出较高的比冲设计要求;超过Ma=1.5后,一次火箭以较小的流量状态维持稳定工作;火箭引射模态下一次火箭流量调节比达到了5.0。     

一种液体火箭发动机试车启动过程故障预警方法

针对某液体火箭发动机地面试车启动过程中故障样本数据稀少、故障预测和故障部件定位等问题,提出了一种基于注意力机制的卷积神经网络和长短时记忆网络的故障预警方法。首先,搭建了液体火箭发动机系统仿真模型,采用参数故障注入方法获取启动阶段的正常/故障样本;其次,通过卷积神经网络从输入样本中捕获局部特征,利用长短时记忆网络从特征中提取时序特征,进而预测出监测参数的潜在变化趋势;最后,基于故障诊断模型定位故障部件,实现发动机启动过程的故障预警。实验结果表明,该方法能够有效地对该火箭发动机启动阶段故障进行预警,具有工程应用价值。     

基于参数估计的BPSK/PM遥测异常信号识别方法研究

为了对卫星地面测试和在轨运行期间可能发生导致遥测信号异常的偶发故障进行排查,快速精确地定位问题,文章进行了异常遥测信号识别方法研究。针对二进制相移键控/相位调制(BPSK/PM)遥测信号,通过分析信号的特征,总结了遥测接收过程中异常信号可能发生的三种情况及其原因,提出一种基于参数估计的异常遥测信号识别方法,并进行了仿真验证。该方法的应用可以宏观区分遥测调制信号异常与数据异常,并作为异常信号存储和再处理的基础,从而为故障判定提供数据支撑。     

固体火箭发动机工作异常的诊断与分析

把故障树模型的层次诊断方法引入固体火箭发动机的故障诊断，使固体火箭发动机的故障诊断快速、直观、形象。本文引用国内外三种固体火箭发动机的典型故障为例，阐述了层次诊断法的基本思想和应用，并得出了明确的分析结论。     

固体发动机点火冲击段信号小波变换分析

基于传统信号处理方法对非平稳信号的局限性，利用小波方法具有精确分频的特点，进行了固体火箭发动机点火冲击段这一典型的非平稳信号的动态特性信号的提取，仿真及针对实际信号的处理均表明本方法具有很好的去除噪声能力。     

液体火箭发动机方案设计阶段可靠性预测方法探讨

通过对方案设计阶段液体火箭发动机可靠性的分析,提出液体火箭发动机可靠性预测的方法和方案阶段液体火箭发动机的可靠性模型。     

共轭梯度算法在振动信号处理中的应用

为了提高液体火箭发动机试验振动信号频域数据处理的精度,提出了一种基于共轭梯度和AR模型的谱估计算法。该算法计算复杂度低,估计出的谱分辨率高,可以克服传统的经典傅里叶变换功率谱估计算法在信号信噪比降低时不能有效区分相近频率点谱线的问题,解决了传统算法旁瓣泄漏严重的固有缺点。通过对算法在不同信噪比条件下的仿真实验分析与真实试验数据验证,充分表明了此算法在低信噪比条件下,估计的谱仍具有高分辨率的特点。     

液体火箭发动机振动故障特征信号提取方法

液体火箭发动机试验是一项高成本、高风险的工程,由于设计缺陷、零件加工误差、工作过程及机械连接结构的影响,导致试验过程发动机大振动现象的发生。基于发动机振动信号分析的状态监测与故障诊断方法是提高发动机可靠性和降低试验成本的重要手段。在给出液体火箭发动机振动故障诊断数学模型的基础上,详细介绍了发动机试验过程中7种特征信号提取方法,即:振幅特征提取、功率谱特征提取、频谱分析(谐频识别和边频识别)、突频特征提取、状态特征提取、小波特征提取和高阶谱特征提取,并结合发动机实际故障诊断方案,给出了发动机特征信号提取算法应用实例,通过发动机热试车验证了液体火箭发动机振动故障诊断的特征信号提取方法的正确性。     

液体火箭发动机智能故障诊断的研究现状

综述了液体火箭发动机的故障模式，总结了液体火箭发动机故障诊断技术的最新成果，包括基于物理模型、信号分析和人工智能的故障诊断方法；将不同故障诊断方法的应用进展及其诊断效果进行了对比分析；并对液体火箭发动机故障诊断方法的发展趋势进行了展望。     

改进SO优化KELM的液体火箭发动机故障检测

提出了一种ISO-KELM的液体火箭发动机故障检测模型。首先引入Tent混沌映射、动态策略和柯西变异3种方法对原算法进行改进。然后，采用改进后的蛇优化算法(ISO)对核极限学习机(KELM)惩罚因子和核函数参数进行寻优，构建了ISO-KELM液体火箭发动机故障检测模型。最后选取包含5种典型故障模式的某液体火箭发动机历史试车数据进行仿真。结果表明，ISO-KELM模型的故障检测准确率为95.2%,高于SO-KELM故障检测模型和传统BP神经网络故障检测模型，可有效检测火箭发动机的故障状态。同时也表明了ISO相比于SO,收敛速度更快，寻优精度更高。     

阿里安火箭第五次发射失败的原因

1982年9月10日阿里安火箭第五次发射失败后,欧洲空间局和法国空间研究中心联合组织了专门调查委员会。该委员会于10月15日呈送了一份报告。根据火箭发回的遥测数据判断,几乎可以肯定事故的原因是第三级发动机工作9分20秒后涡轮泵发生了故障。故障可能有两个原因:其一是涡轮泵制造     

谐波信号四阶累积量中所含信号信息研究

研究了谐波信号四阶累积量，发现它比二阶、三阶累积量所含信息更丰富。它可以分析出谐波信号各分量间频率及相位存在的三种关系：频率（相位）双对耦合、频率（相位）三次耦合、频率（相位）相互独立，这三种关系在多次谐波信息中可能同时存在，也可能存在一种或两种。此外，当有频率耦合时，还可提供信号的相位信息。为了简化计算，本文着重研究了四阶累积量对角切片及其频谱，并用仿真实例验证了不同频率（相位）耦合关系对四阶累积量的谱值产生不同影响这一结论的正确性。     

诊断键合图在液体火箭发动机故障诊断中的应用

研究了通过诊断键合图模型建立液体火箭发动机解析冗余关系的故障诊断方法。通过在液体火箭发动机键合图模型中加入观测信号和虚拟传感器的方法，建立其诊断键合图模型，并利用此模型构建了系统的解析冗余关系。提出了根据诊断键合图因果路径并利用解析冗余关系残差趋势分析建立具有残差变化方向故障特征矩阵的方法，使故障特征值能更好地反映故障特征。最后利用仿真数据对诊断结果进行验证和分析，表明该方法建模简单、诊断速度快、准确性高。     

液体火箭发动机故障检测与诊断研究的若干进展

近十年来，液体火箭发动机故障检测与诊断方法和技术的研究在以下几方面取得了重要进展：基于信号分析的方法；基于模型的方法；基于人工智能的方法；故障模式分析与信号特征提取；阈值的选择。该文对这些研究的若干进展作简要评述。     

自由装填固体火箭发动机的快烤响应特性试验

针对一种自由装填固体火箭发动机的快烤响应特性进行了试验研究,搭建了固体火箭发动机的快烤试验平台,进行了自由装填固体火箭发动机的快烤试验,并对被试发动机的快烤试验过程和试验结果进行了分析。通过被试发动机快烤试验过程的分析,获得了被试发动机的分阶响应特性和各阶段的响应时间。结果表明,被试发动机的响应过程可划分为两次响应和三个阶段,两次响应分别为发动机点火和发动机解体,三个阶段依次为温度建立阶段、第一响应阶段和第二响应阶段。通过对被试发动机的解体过程和剩余装药残骸的分析,获得被试发动机的解体机理。结果表明,在外部加热的持续作用下,装药头部的推进剂来不及燃烧,在自分解作用下发生了装药结构破坏并点燃,导致装药燃面增大,发动机压强上升,最终导致发动机解体。     

基于LMD的最大预期飞行环境预示方法

飞行试验中,为消除不同飞行工况差异,以保证预示结果相对于可能的飞行环境是合理保守的,需要对飞行遥测数据分析进行最大预期飞行环境(METE)预示。传统方法通过对最大飞行环境的振动信号功率谱进行傅立叶逆变换,得到最大预期飞行环境的振动信号时域波形。但这种基于傅里叶变换的方法无法准确反映非线性、非平稳的飞行振动环境数据特征,导致METE预示误差较大。为此,提出一种在对非平稳信号进行基于LMD分解的时频特性分析的基础上,结合飞行遥测振动数据,完成最大飞行环境预示分析的方法。基于某次飞行试验实测振动信号的计算分析验证了方法的有效性与可行性。     

Ka星发射成功 Ka频段前景光明

2010年12月27日．欧洲通信卫星公司的“Ka星”由俄罗斯质子M运载火箭发射升空。卫星经过9小时12分钟的飞行．与火箭分离．进入地球同步转移轨道．太阳电池阵展开．控制中心成功获取卫星遥测信号。按计划，卫星最终定位在东经9度的工作轨道。“Ka星”计划2011年5月底进入商业运行，之前需要经过三个重要阶段．第一阶段为卫星调轨．包括发射7天后的4次远地点发动机点火。第二阶段为卫星定点在东经9度后将进行的一系列在轨测试。第三阶段为卫星与地面站的测试验证。     

基于RVM的液体火箭发动机试验台故障预测方法

液体火箭发动机试验台故障预测问题实际上是与试验台相关的参数预测问题,通过预测相关参数在试验台运行过程中的变化趋势,可以判断试验台未来某一时刻是否可能发生故障。由于液体火箭发动机试验台系统复杂、不易建模,提出了一种相关向量机(relevancevector machine,RVM)故障预测模型。在模型的训练阶段,根据数据序列的特征,分别采用单参量、相空间重构和多参量的方法进行了模型的训练,然后利用训练好的模型对试验台总体健康度和启动过程推力进行了趋势预测。预测结果表明,该方法能有效地跟踪试验台可能发生的故障及故障发展趋势。