基于改进正则化极限学习机的航空发动机性能参数预测（英文）

性能参数预测技术是航空发动机健康管理的核心研究内容,越来越多的机器学习算法被应用于该领域,正则化极限学习机(Regularized extreme learning machine,RELM)是其中之一。但RELM的正则化参数确定非常消耗计算资源,使其在数据量较大的航空发动机性能参数预测领域表现出不适应性。本文使用前向和后向分割(Forward and backward segmentation,FBS)算法提升RELM性能,并引入自适应步长确定方法和一种改进的求解机制获得新的机器学习算法。新算法在保持良好泛化的同时,对正则化参数不敏感,极大地节省了计算资源。在公开数据集上的实验结果证明了新算法的优异性能。最后将新算法应用于航空发动机性能参数的预测,取得了优异的预测性能。     

基于模糊聚类的航空发动机故障预测研究

为了保证飞行安全和降低航空维修成本,提高航空发动机故障预测的准确性,利用数据挖掘技术,提出了一种基于模糊聚类的航空发动机故障预测的数据挖掘模型。通过对航空发动机维修数据的分析,构建了发动机数据的采集框架以及维修数据挖掘模型,利用模糊聚类理论对某型号航空发动机的维修数据进行聚类,依据不同的阈值获得样本的不同分类情况进行故障预测。最后通过算例仿真验证了模糊聚类可以为航空发动机故障预测提供决策依据。     

航空发动机可靠性数学模型初探

可靠性理论是航空领域应用相当广泛的基础理论.本文通过分析组成航空发动机各元件或分系统之间的相互关系,确定影响可靠性的因素,运用概率论和数理统计知识,建立可靠性数学模型,从而达到提高航空发动机可靠性的目的.     

考虑脆弱性的航空发动机剩余寿命预测

比例危险模型采用协变量的方式综合多个参数实现对系统的剩余寿命预测,已在航空发动机中得到了应用。然而由于传统比例危险模型是以假设多个研究样本独立同分布,即基本失效率相同为基础的,但对于航空发动机而言,由于运行环境和使用的不同,基本失效率存在差异。研究表明,忽略样本之间的差异会导致估计结果存在严重偏差。为此,本研究将引入用于表达样本之间非独立性的脆弱性概念,针对航空发动机,建立更具普遍性的脆弱性比例危险模型,首次应用于航空发动机的剩余寿命预测。通过实例表明,基于脆弱性比例危险模型得到的预测结果平均误差为4.6%,而基于传统比例危险模型的预测结果平均误差为6.9%,验证了脆弱性比例危险模型在航空发动机剩余寿命预测中的有效性。     

基于状态监测数据的航空发动机剩余寿命在线预测

针对现有基于状态监测数据的航空发动机剩余寿命预测研究未能综合考虑隐含退化建模和同步更新漂移/扩散系数的问题,提出一种基于状态监测数据的航空发动机剩余寿命在线预测方法。首先,基于非线性Wiener过程构建带比例关系的航空发动机隐含退化模型;其次,基于多台同类发动机的历史状态监测数据,对退化模型参数进行离线估计;然后,基于目标发动机的实时状态检测数据,利用贝叶斯原理同步更新退化模型漂移/扩散系数;最后,推导出航空发动机的剩余寿命概率密度函数。结合实例分析,验证了本文所提方法较传统方法具有更高的预测准确性与精度,具备潜在工程应用前景。     

稀疏驱动的航空发动机主轴承智能监测研究（英文）

微弱特征提取是航空发动机健康监测与智能诊断的关键技术之一。本文针对航空发动机主轴承微弱故障智能监测难题,基于信号先验提出增强稀疏驱动的智能监测方法。通过分析经典凸稀疏诊断模型难以兼顾信号降噪与特征重构性能的缺陷,构建基于莫罗包络理论的非凸正则凸优化增强稀疏模型,以实现微弱特征提取;进而提出稀疏驱动的深度卷积变分自编码网络智能监测方法,通过对健康状态稀疏降噪样本的训练实现对故障异常状态的智能识别。通过航空发动机主轴承疲劳寿命试验的工程案例对提出方法进行性能验证,结果表明:增强稀疏驱动的智能监测方法具有良好的异常状态智能识别能力,能够有效支撑航空发动主轴承微弱故障的智能监测与诊断。     

时序分析在航空发动机故障诊断中的应用

通过对航空发动机滑油光谱的数据分析，认为滑油中铁等物质的含量适合平稳随机序列，并选择波克斯—詹金斯的方法对航空发动机航发滑油铁的含量建模和预测，并根据实际预测结果对基本模型进行了优化：将模型系数加权，通过多次拟合使残差的离差更小，获得了更好的预测精度。实际数据表明预测的结果是可信的。     

小型航空发动机特点及换热问题综述

首先介绍了小型航空发动机尺寸小、结构紧凑、转子转速高、长度短、工作环境恶劣等特点,然后基于这些特点提出了小型航空发动机在换热领域中进气系统防冰、离心压气机换热、燃烧室换热、涡轮盘换热、涡轮叶片外表面换热和涡轮叶片内换热等独特问题,最后分析了中国小型航空发动机换热领域的现有技术水平和下一步发展方向。     

叶栅试验技术综述

叶型设计是现代航空发动机和燃气轮机气动热力领域最基础的研究内容,叶栅试验是叶型设计方法探索、工程设计验证中经济快捷的重要工具,在现代航空发动机压气机和涡轮叶型气动设计研究中发挥了重要的作用.试验环境和条件的模拟是叶栅试验技术的核心和关键,随着叶型设计技术发展与叶型性能的进步,叶栅试验技术亟需在流场周期性、轴向密流比、三...     

滑油光谱分析的时序建模与故障预报研究(英文)

讨论了时序建模与预测方法在机械设备滑油光谱分析中的应用。通过运用 AR模型对采集的航空发动机滑油光谱数据进行时序建模和预测分析 ,获得了满意的效果。在机械设备的滑油监控领域 ,对其光谱数据采用时序分析目前尚不多见。这一成果 ,为机械设备的状态监控和故障预报提供了一种实用的方法。     

无垫圈螺栓连接系统优化设计和泄漏率预测

无垫圈螺栓连接系统的优化设计和泄漏率预测是燃气轮机、航空发动机等领域的重要研究方向,而现行的大多数螺栓连接设计标准都不是基于密封性考量的,领域内也没有合理的泄漏率评估方法。本文总结了造成这些研究困难的主要限制因素,并在此基础上,介绍了国内外学者为了突破这些难点而做的一系列工作。最后,本文着重介绍了最近Ma等人提出的无垫圈螺栓连接系统优化设计的理论模型,和基于粗糙渗透理论的泄漏率预测方法。     

基于大型结冰风洞的航空发动机结冰与防冰试验技术

航空发动机结冰和防冰过程复杂,数值计算无法对其进行准确模拟,因此试验研究是发动机研究过程中必不可少的手段.我国首座大型结冰风洞已具备开展飞机翼段结冰试验的能力,有必要进一步发展航空发动机结冰与防冰试验技术,以满足下一步我国航空发动机型号设计与适航取证的需求.依托3 mX2 m大型结冰风洞,发展了进气模拟技术和热气供气技...     

基于Copula的民航发动机性能参数阶段可靠性评估

民用航空发动机的性能参数状态呈现多阶段变化特性,目前性能参数状态的评估方法不能有效利用状态监控大数据准确识别其对民航发动机性能的影响,据此提出一种新的考虑民航发动机性能参数状态动态演变阶段相关性的可靠性评估模型。模型根据变点分阶段的特性利用动态Wiener过程对民航发动机性能参数状态进行表征,利用Copula函数建立阶段性动态Wiener过程的联合概率分布函数模型,同时结合民航发动机性能参数状态演变的首达阈值的数学性质,利用蒙特卡洛仿真抽样法进行可靠性评估。利用航空公司实际的状态监测数据验证所提模型的优越性,结果表明,相较于不考虑演变阶段间相关性的模型,所提模型对评估民航发动机性能参数的状态可靠性的平均误差降低了约12.9%。     

一种基于故障统计数据的发动机风险预测

给出了发动机故障危险等级划分 、危险系数确定、风险因子与飞行风险的计算方法,建立了基于蒙特卡罗仿真的发动机多故 障模式风险评估流程,预测发动机故障发生情况,评估发动机使用阶段的故障风险。在已有 航空发动机历史故障数据的基础上,对多种故障模式进行了风险预测,制定了两种可降低风 险的方案,分析了维修周期对风险因子的影响,给出了合理的降低风险方案。     

第二届俄中航空发动机学术研讨会在俄罗斯召开

第二届俄中航空发动机学术研讨会于1992年9月29日至10月8日先后在俄罗斯莫斯科航空学院和乌法航空学院召开。此次学术研讨会是根据我院与莫斯科航院和乌法航院的双边协议而举行的。中方有来自我院和有关发动机研究所的20篇论文入选。另有近20篇论文进行了书面交流。内容涉及航空发动机的设计、生产及各个学科领域。     

小型活塞式无人机发动机测试系统

活塞发动机是无人机的动力装置,发动机性能参数的地面测试对无人机设计有着重要意义.本文基于活塞发动机的工作原理、电测量原理和单片机原理,采用模块化设计思想,利用传感器和单片机等设备,成功设计开发了小型活塞式无人机发动机的参数测量系统.该系统可以实现小型活塞发动机的转速、推力和扭矩三个参数的测试.实践证明,系统性能稳定可靠,操作简便,可扩展性强,很好地满足了小型活塞式无人机发动机驱动系统性能测试要求.     

航空发动机状态监控

现代航空发动机是视情维护发动机,其维护思想和方法与定期维护发动机完全不同.本文通过对视情维护发动机的普遍规律和原理的分析,通过典型的性能趋势监控软件SAGE(System for the Analysis of Gas turbine Engines)引出了航空发动机的视情维护方法和状态监控原理.通过对民航各航空公司的大量调研、数据收集、整理和分析,得出了基于趋势的维护方法的经验数据,它对航空公司的航线维护,安全飞行和经济运行具有重要的指导作用。     

黑体辐射反问题的正则化Lanczos方法

黑体辐射反问题就是利用测量的黑体辐射能量谱确定黑体的区域温度分布.本文将该问题离散化为欠定线性不适定问题,提出求解欠定线性不适定问题的正则化Lanczos方法.该方法基于Lanczos双对角化过程,用一系列小型线性方程组逼近原不适定问题,应用截断SVD正则化方法使迭代稳定化,并用L-曲线确定相应的正则化参数.数值结果说明了新方法的有效性,并说明了在观测数据出现误差的情况下新方法也能有效地重构区域温度分布.     

航空发动机振动与平衡研究

转子不平衡引起的振动故障是航空发动机常见并且危害较大的故障,对发动机转子平衡是降低发动机振动的重要措施。本文主要以CFM56系列发动机为研究对象,介绍其静平衡和动平衡的基本原理和具体方法,为航空发动机相关维护以及振动平衡研究提供参考。     

基于改进IRN网络的航空发动机故障诊断

建立了一种带偏差单元的内部回归神经网络.该网络的主要特点是记忆特性好,收敛速度快、稳定性强.介绍了该神经网络在航空发动机故障诊断中的应用方法,并通过实例验证了该方法在发动机故障分类中的实用性.在对某型航空发动机故障诊断中,准确性极高.从而在适时与视情维修过程中提出合理的建议,以便为相应维修方法的实施、改进和研究应用提供可靠的依据,有着良好的推广应用前景.