基于ARIMA模型的民用航空发动机低压转子振动故障分析

民用航空发动机运行数据是航空公司制定发动机维护方案的重要参考依据。针对某航空公司CFM56-7B发动机的振动值变化趋势提出了一种基于回归分析和ARIMA(Autoregressive Integrated Moving Average Model)模型的故障分析方法。采用回归分析法对各航段发动机振动值和转速之间的关系进行回归拟合,针对指数拟合方程的指数项系数建立ARIMA分析模型,得到方程拟合系数预测值与真实值之间的对应关系并分析结果,从而预判发动机是否有振动故障征兆。结果表明,ARIMA模型能够较好地描述发动机振动-转速拟合系数变化趋势,能够有效地预测发动机振动故障,可为航空公司制定发动机维护方案提供重要依据。     

一种基于人工免疫理论的性能监控与故障诊断方法

本文针对航空发动机故障样本获取比较困难等问题，提出了一种基于人工免疫理论的航空发动机性能监控与故障诊断方法。利用免疫系统的反面选择机理，并结合人工神经网络，确定发动机性能偏离正常值的程度（异常度），实现发动机性能趋势的监控。该方法能够灵敏、准确地反映发动机整体性能的变化情况，提高发动机性能正常与否的识别率，并以此来发现发动机潜在早期故障，防止故障的扩大。通过对某型涡扇发动机进行监控，证明该方法确实有效。     

基于PCA与DHMM的发动机故障诊断研究

提出了主元分析方法(PCA)与离散隐马尔可夫模型(DHMM)相结合的发动机故障诊断方法.首先利用PCA进行发动机振动信号的特征提取,设计了基于PCA的振动信号故障特征提取算法;然后采用DHMM进行故障诊断,构建了基于DHMM的故障分类器和诊断数据库,设计了柴油机振动信号的故障诊断策略.实际应用结果显示,该方法是可行的,对柴油机故障的诊断精度,达到了94.17%,具有工程应用价值.     

谐波小波样本熵与HMM模型的轴承故障模式识别

根据谐波小波分解非平稳振动信号优良特性与隐马尔科夫(HMM)模型的时序模式分类能力,提出了一种基于谐波小波样本熵与HMM模型结合的轴承故障模式识别方法.该方法首先利用谐波小波对轴承各个状态故障信号进行分解,进而由谐波小波三维时频网格图的频率层数特征计算合理的样本熵维数和阈值,依次提取轴承振动信号各层的样本熵构成特征向量序列;然后将序列前120组输入HMM模型中进行训练得到对应故障模型,剩余80组进行测试与识别,通过对比对数似然估计概率输出值确定轴承故障类型.实验通过与BP和RBF神经网络模型进行不同训练组数的正确识别率对比,验证了该组合方法具有识别准确率高,稳定性强的优点.     

航空发动机轴承游隙对发动机振动的影响分析

为了研究航空发动机轴承游隙值与航空发动机振动之间的关系,分析了航空发动机轴承游隙值对发动机振动峰值的影响,结果表明,控制航空发动机轴承游隙在0.065 mm以下,发动机振动峰值合格率较高,控制航空发动机轴承游隙在0.06 mm以下,发动机振动峰值优秀率较高.分析了航空发动机轴承游隙值对振动变化的影响,结果表明,控制航空发动机轴承游隙在0.065 mm以下,尽量避开航空发动机轴承游隙值在0.051～0.055 mm,发动机振动合格率、优秀率较高.为航空发动机振动故障的排除提供有力的保障.     

回转机械振动中的拍频分析

分析某压缩机组振动信号的频谱发现低频处具有较高的谱峰．考察压缩机组各转轴的频率后，分析可能激发低频振动故障的各特征频率，观察有关测点频谱图的特点，逐一排除其他原因，确定该低频项为压缩机的拍频．对实时监控系统采集、记录的实测数据进行抽样，用样本谱线综合幅值构造统计量，采用3σ规则确定了测点综合故障报警限．从信号中滤除高频成分，求得样本拍频附近谱线的综合幅值，用数理统计的方法确定了拍振故障报警限．     

多信息融合技术在发动机故障诊断中的应用

本文为了解决发动机喷油器故障诊断中基于单传感器信息的方法诊断精度低的缺点,应用神经网络原理,提出了一种基于气缸压和,缸盖振动信号和燃油压力等多传感器信息融合的喷油器故障诊断新方法,通过提取发动机工作过程故障三种信号的八个特征值,按正常和五种故障状态的构造学习样本文集和检验样本文集,对输入进行归一化处理,该方法能有效地提高其故障诊断精度。     

基于嵌入式的航空发动机监控模块设计

为了航空发动机安全可靠地运行,需要对其进行故障监控,及时消除故障;探讨了嵌入式操作系统的移植,并应用到航空发动机故障监控上;利用小波分析方法来实现对故障信号特征的提取.基于小波去噪原理,通过选取适当的小波函数,对故障信号进行分析和处理.通过对航空发动机喘振故障实际测量数据的分析,表明该模块可以监控喘振故障的发生.经过多组喘振故障数据试验证明试验结果满意,对航空发动机喘振故障的实时监控有重要意义,具有良好的应用前景.     

基于状态监控数据的航空活塞发动机故障诊断

针对某型航空活塞发动机空中功率迟滞和地面停车故障,提出一种通过飞行动态模型还原、数据推理和比较法相结合的故障诊断方法。以美国莱康明发动机和GARMIN 1000飞行数据为研究对象,利用Google Earth和FLIGHTDATA运用航段坐标和姿态数据还原飞机故障航段轨迹,结合EGVIEW发动机数据处理软件分析发动机运行中采集的各项数据,研究故障发动机典型数据特征,并基于故障时段发动机余气系数的计算结果判断故障发动机实际工况。结果表明：发动机故障发生时严重富油,通过对燃油调节器结构原理的剖析和地面测试台对其的性能测试,确定了两起发动机故障同源且均与飞行操纵、燃油调节器慢车性能参数超标和慢车活门结构设计有关,同时验证了利用状态监控数据进行故障诊断的有效性和准确性。     

无线三轴振动测试系统的设计

目前我国对于发动机振动参数的故障检测技术仍采用传统的人工经验与技师测试的方法，在检测过程中 存在一定的主观性问题。针对此现象设计了一种基于微机电系统(MEMS: Micro-Electro-Mechanical System)加 速度传感器和蓝牙无线通信的无线三轴振动测试系统，并配备有上位机，可以用于发动机的故障检测与状态诊 断。首先通过安装在发动机外侧的传感器得到振动曲线; 然后通过无线模块发送至相应的上位机中，继而进行 相应振动参数的判断，确定发动机的运行状态。经过振动系统测试和实际现场实验表明，该无线三轴振动测试 系统性能指标满足发动机振动检测要求，能应用于发动机在线故障的监测和故障诊断，同时，设计的无线三轴 振动测试系统具有易安装、测量快速准确等特点。     

燃料电池轿车动力系统及其零部件道路模拟试验

利用远程参数控制技术,在实验室内复现实际道路行驶状况的振动载荷谱,分别利用4通道道路模拟试验台和6自由度振动试验台,进行燃料电池轿车整车、动力系统关键零部件,包括动力蓄电池、动力控制单元、燃料电池电堆和燃料电池发动机支持系统的振动加载室内试验.试验中,考察振动强度、系统故障、动力系统和关键部件性能衰退,发现动载会引起所研究的燃料电池轿车整车燃料经济性下降17.59%,且会引起动力系统与关键部件的结构破坏与部件故障.     

XFD-7信号发生器输出电路的改进

在XFD-7信号发生器输出常见的两种典型故障的分析基础上，提出了改进方案，经实际使用效果良好。     

基于小波与倒频谱技术的烟气轮机轴承故障诊断

烟气轮机是石油炼厂催化裂化装置能量回收系统的关键设备,并且长期在高速、高温环境下运行,机组振动较大。轴承是烟气轮机中应用非常广的一种通用机械部件,轴承的运行情况直接影响到整个机组的安全运行,因此,对其状态监测和故障诊断意义重大。分析了轴承的振动特点和故障类型,分别介绍了小波降噪技术和倒频谱分析技术的原理、特点以及在轴承诊断中的优点,并将二者结合起来对烟气轮机的轴承振动进行故障诊断,最后验证了此种方法的有效性。     

齿轮故障诊断中振动信号的提纯和重构

在分析了齿轮振动产生机理和振动信号频谱特征的基础上 ,提出了齿轮振动信号提纯和重构的诊断分析方法 .与传统的窄带滤波相比 ,该方法可识别出齿轮啮合副中有故障的齿轮 .由于消除了 2个齿轮间的相互干扰 ,由该方法提纯重构信号的幅值包络、相位信息和瞬态频率 ,能更准确地反映出齿轮的故障 .     

炼铁设备故障预测模型的建立与应用

炼铁设备运行过程多样复杂,设备故障的预测与分析应适应现代化的设备管理要求.将灰色系统GM(1,1)与新陈代谢模型相结合,建立了炼铁设备故障预测模型.该模型对实时数据进行处理,通过分析数据间的规律,预测设备的可靠性.安钢热风炉风机运行动态监测的实例表明:该模型可实时地根据设备运行状态进行数据分析,与传统的分析手段相比,具有快捷、方便、可信度高的特点.模型可以大幅度减少模拟计算工作量、提高预测精度.     

桥梁健康监测中的损伤特征提取与异常诊断

针对桥梁健康监测的应用 ,提出了一种基于统计模式识别技术的结构异常诊断方法 .由正常结构实时监测动态响应形成状态判断的数据基 ,通过序列相似分析将未知状态结构的响应信号与正常结构数据基进行环境/运营条件归一化 ;然后根据动态参数模型残差分析提取结构损伤特征 ,进而通过统计分析进行结构异常诊断和损伤定位 .与基于模态频率变化的方法相比 ,该方法具有更高的损伤识别能力 ,并能较好地克服实测数据离散性和环境与运营条件影响带来的困难 .通过三跨连续梁的数值试验验证了该方法的有效性     

轻轨列车和高架桥梁系统的动力响应分析

以一种简化的方法研究高架轻轨列车对桥梁的动力冲击作用与周围地基的振动效应，首先建立了二维的车─桥系统动力相互作用模型，通过模拟分析求得列车运行时作用在桥墩上的列车振动荷载，然后再采用＂桥墩─基础─地基＂的二维共同作用模型，计算通过桥墩并垂直于线路的横断面上的地基和地面的振动特性。并以一实际高架轻轨系统为实例，研究了平基和桩基两种情况下高架轻轨列车对周围地基振动的影响。     

振管式传感器的模态实验与仿真

从振管式传感器结构离散化入手,采用数学方法对其进行矩阵分析,并以矩阵形式给出振管的振动方程.然后通过对矩阵的求解分析,得到振动频率和主振型的矩阵表达式.再用Matlab工具建立连续线性杆元模型,进而求得其频率和振型.最后,通过模态实验验证实物模型与仿真模型的差异,将其结果与模型分析相联系,证明振管的数学模型是正确的.     

汽轮发电机组转子振动故障的模糊聚类分析

针对汽轮发电机组多个振动故障与多个振动信号之间综合关系研究的不足，阐述了模糊聚类分析的理论、方法及聚类效果的判别原则，并将其应用于汽轮发电机组转子振动故障的诊断研究中．提出了合适的聚类参数，从而对多故障发生与多故障特征情况下的故障进行分层，指出应优先诊断的范围，从而使诊断工作量和诊断时间大为减少．理论计算与现场检查结果相符，并且与神经网络方法相比，在综合判断振动故障方面显示了优越性     

桥面不平度随机激励模型

桥面不平度是影响车辆桥梁振动的主要因素,定量地研究桥面的凹凸不平对车辆桥辆振动的影响程度,关键是要能够建立一个能正确模拟实际桥面状况的桥面不平度模型.指出了传统的用周期性函数表示不平度模型的缺点,引入随机不平度理念,建立了一种用路面功率谱函数表示桥面不平度的方法,并建立了桥面不平度随机激励时域模型.通过对比分析发现,建立的桥面不平度模型是可信的,从而提供了一种在缺少实测数据时如何通过计算机模拟获得桥面不平度仿真数据的方法.