基于相关维数的发动机失速特征

压气机内的压力变化数据，蕴涵着丰富的发动机状态信息，进行分析对于诊断发动机故障有重要意义。运用分形理论，对压气机失速前后的压力变化数据进行分析，分别计真压气机失速前后压力信号相关维数的变化，结果表明相关维数对发动机失速信号是敏感的，可以作为判断压气机失速的特征信号。     

轴流压气机失速起始特性试验

在一台双级低速轴流压气机上进行了均匀进气时的失速起始特性实验研究。利用压气机周向、径向和轴向不同位置的多个动态压力传感器,捕捉到了压气机失速起始过程中不同位置动态压力信号的变化情况,表明压气机的失速起始具有三维非定常特征。压气机在失速前出现了模态波扰动,其传播速度为34.5%转子转速。首先在第2级转子的尖部诱发小失速团,该小失速团的周向范围和旋转频率与充分发展的失速团相同,但不稳定,它同时向下游、径向和上游3个不同方向快速扩展,在扩展过程中周向范围和旋转速度不变。通过对动态总压信号频谱分析和小波分析,发现导致压气机失速的主要原因是第2级转子部分叶排叶尖区域吸力面附面层出现了较大的分离,造成气流堵塞,诱发小失速团。     

基于最大Lyapunov指数的压气机最先失速级判定

研究某型发动机8级轴流压气机级间压力信号的最大Lyapunov指数，提出将最大Lyapunov指数的零点作为失速的判据，最大Lyapunov指数最先达到零点的那一级就是最先失速级．数值试验结果表明该方法可在压气机深度失速前0．2s检测到失速起始信号，且最先失速级为第三级。     

旋转机械振动的频域多维时序预报

旋转机械是化工、发电大型企业的关键设备，为减少因定期维修和突发故障造成的经济损失，需在实时状态监测的条件下进行状态预报．目前一般通过对机组振动的时域信号预报机组的运行状态，但时域信号与机组运行状态之间的本质特征关系并不直观和确切，同时在旋转机械的转动速度有波动时该方法并不有效．本文在考虑机组转速有波动的前提下，对振动频谱进行规范化处理，并根据相应的的数学力学分析。把振动频谱作为多维时间序列进行机械状态预报．     

基于混沌吸引子的压气机失速分析

采用基于混沌理论的非线性动力系统分析方法,进行压气机压力信号时间序列分析,重构了系统的相空间,从几何角度研究系统状态变化,计算出压气机系统的最大李雅普诺夫指数为正值,由此判断系统中存在混沌,基于某型发动机节流实验中压气机失速数据,将改进的混沌吸引子预测方法与局部线性化预测方法对比,分析表明新方法可减小误差9%。     

压气机失速时转子前三维流动结构的实验研究

在一台低速轴流压气机实验台上测量压气机失速时转子前三维流场,测量范围从转子向前延伸到8倍弦长(或0.6倍机匣内径)上游,目的是考察整个失速流场结构,为研究失速团的保持和旋转机理提供丰富的数据支持.通过对壁面动态压力信号分析可知,该压气机失速过程中存在一个失速团,转速为转子转速的37.7%.使用新研制的全流向旋转五孔压力探针测量整个转子前三维速度场和压力场.从结果的S1流面内看,失速团内流动大体上分为正流区、偏转区、回流区和强剪切区.转子前缘附近的流体在30%叶高以上存在回流,并且存在较大的径向和周向旋转速度,其中叶尖附近失速团内流体的周向旋转速度明显大于前方来流速度.在靠近机匣壁面处,回流区一直延伸到转子上游的5.5倍弦长(或40%机匣内径)处.     

内燃机进气压力的频谱分析

提出了分析内燃机进气压力频谱特性的方法,研究了气缸数目不同的内燃机进气压力频谱特性,探讨了进气压力频谱特性与发动机充气特性之间的关系.结果表明:采用谐振型进气管能明显地改善发动机的充气特性.     

轴流压气机旋转失速特征分析方法

鉴于压气机失速特征分析通常借助时域信号或傅里叶变换频域信号完成,较难捕捉其瞬态特征,为此将具备辨识信号瞬时细节特征的小波分析法引入轴流压气机旋转失速的特征分析中,基于节流阀模型,对某跨声速压气机转子进行了准三维非定常数值模拟,并对压气机在失速过程中静压信号的瞬时细节特征进行了小波分析.结果表明:给出的分析方法能够有效地捕捉到压气机稳态失速和动态失速过程的时频特征,可应用于压气机失速特征信号的检测和分析.     

频域分析及其在离心式压缩机故障诊断中的应用

简单阐述了压缩机旋转失速和喘振的关系,着重分析了压缩机旋转失速和喘振产生的机理。由于离心式压缩机发生故障的主要特征是机器伴有异常的振动和噪声,振动信号是周期性信号,利用频域分析的方法对离心式压缩机故障进行诊断。取得了很好的效果。     

航空发动机故障实体识别方法及应用

故障实体识别是自主获取航空发动机故障知识的基础，对实现航空发动机故障智能诊断起到至关重要的作用。为准确快速搭建航空发动机大规模故障知识库，在定义了“单元”“故障状态”“表征信号”“检查方法”和“解决措施”5种航空发动机故障实体类型的基础上，初步构建了一种以Bert BiLSTM CRF模型为基础的航空发动机故障实体识别方法。基于某型航空发动机大规模数据集分析抽取了故障实体，搭建了滑油压力异常故障知识图谱，验证了该方法识别航空发动机多源异构故障数据的有效性。     

时滞对轴流压气机喘振的影响

在压气系统中,压力上升和空气扰动之间总是有一定的时间滞后．本文对经典的MG模型进行推广得到时滞MG模型本．通过理论分析和数值模拟,研究了时滞对轴流压气机喘振和旋转失速的影响．以往的研究认为旋转失速的产生仅受到节流阀参数的影响,而喘振工况的出现要受到节流阀参数以及Greitzer参数日的影响,Greitzer参数占大于临界值时,压气机进入到喘振工况．本文研究发现时滞也会对喘振现象产生本质的影响,即存在着临界时滞,当时滞小于临界时滞时,压气机的不稳定工作形式是大振幅的喘振状态,而时滞大于临界时滞,压气机工作在旋转失速状态．     

弯掠动叶对旋转失速流场的影响

给出了弯掠动叶和径向（常规）动叶旋转失速工况下流场的实验结果，论述了这两种叶片在变工况下的性能差异以及弯掠动叶对旋转失速特征参数的影响，进行了失速前后有关试验数据的对比分析，讨论了弯掠动叶引起旋转失速流场变化的机理及对流场的改善作用．     

低速轴流压气机三维流场测量与失速特性分析

在近失速和失速状态下,利用五孔探针对单级轴流压气机转子前后的三维流场进行了详细的测量和对比分析。基于失速状态下进出口壁面静压的动态变化,对失速区的空间结构和气流参数的动态变化规律进行了研究,建立了描述失速区气流参数变化的微分方程模型,并根据实验数据对模型进行了校验。结果表明,失速区内发生了回流,回流的速度方向与主流的夹角约为110°。回流区占据的径向范围为70%叶高以上,轴向范围为静子前部区域。在失速区内,压力、速度等气流参数随时间进行振荡衰减。该动态变化过程可以用二阶系统来描述。     

基于阶次分析的无人机挂飞振动正弦分量幅值准确提取技术

传统的快速傅里叶变换分析装备在变转速工况下的振动信号出现"频率模糊"现象,针对此问题提出一种无键相阶次分析方法。首先通过控制系统或其它途径预估转速变化范围,确定窄带滤波频带;然后对信号进行窄带滤波;之后利用Hilbert变换计算滤波后信号的瞬时频率;最后根据瞬时频率对信号进行重采样得到角度域平稳信号,对角度域信号傅里叶变换得到阶次谱。通过信号仿真验证了该阶次分析方法有效、准确,并应用到装备在无人机的挂飞振动信号分析中,用于准确提取变转速工况下振动信号中正弦分量的幅值,为准确制定装备的振动环境试验条件奠定基础。该方法是对阶次分析方法的有效补充,对于相似装备的动力学环境试验条件制定也具有参考和借鉴价值。     

无叶扩压器失速的三维可压缩流模型

为了研究离心压缩机系统内无叶扩压器的失速问题,提出了一种三维可压缩模型.采用奇异值分裂（SVD）方法求解离散后的三维可压缩流欧拉方程,得到了无叶扩压器失速时的临界流量系数和失速团相对转速.研究显示,在无叶扩压器较长的情况下,入口马赫数对临界流量系数和失速团相对转速都有重要影响.此外,无叶扩压器临界流量系数还受到无叶扩压器出入口半径比、扩压器入口平均流动的轴向分布以及叶片后弯的影响.实验比较显示,三维模型的预测结果相比二维模型更为准确.     

相关-小波分析用于离心泵初生汽蚀诊断

通过自相关分析和小波分析相结合的方法,对离心泵入口压力脉动信号进行了信号分析处理,获得了初生汽蚀信号的各尺度频谱和能量。提出以信号各尺度能量特征值作为初生汽蚀诊断识别的判据。试验测试信号分析结果表明,汽蚀初生信号能量特征值有明显变化,所提取的信号特征信息可以对初生汽蚀状态进行定性诊断和定量识别。     

基于模拟机匣的中介轴承微弱故障特征提取技术

中介轴承是航空发动机支承传动系统中的重要零件,其运行状态直接影响航空发动机的工作状态和运行安全。围绕航空发动机中介轴承微弱故障特征信号提取的问题,以振动信号分析和处理为基础,开展航空发动机中介轴承微弱故障特征信号提取实验。仿照某型涡扇发动机机匣结构设计加工了模拟机匣,用来模拟振动信号的复杂传递路径。基于包络谱分析和经验模态分解（Empirical Mode Decomposition）包络谱分析处理振动信号,对比二者对滚动轴承微弱故障特征信号的提取效果。实验结果表明,在中介轴承微弱故障特征信号提取中,模拟机匣可以有效地模拟振动信号的复杂传递路径,EMD包络谱分析法比单一采用包络谱分析的方法能够更加明显有效地提取中介轴承微弱故障信号。