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新型热障涂层陶瓷隔热层材料 被引量:62
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作者 薛召露 郭洪波 +1 位作者 宫声凯 徐惠彬 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期10-20,共11页
热障涂层(thermal barrier coatings,TBCs)是先进燃气涡轮发动机核心热端部件高压涡轮叶片的关键技术,已经在航空发动机和地面燃气轮机上获得成功应用的热障涂层陶瓷隔热层材料为氧化钇部分稳定氧化锆(YSZ)。由于受高温稳定性、隔热性... 热障涂层(thermal barrier coatings,TBCs)是先进燃气涡轮发动机核心热端部件高压涡轮叶片的关键技术,已经在航空发动机和地面燃气轮机上获得成功应用的热障涂层陶瓷隔热层材料为氧化钇部分稳定氧化锆(YSZ)。由于受高温稳定性、隔热性能等的局限,YSZ已不能满足下一代航空发动机的发展要求。本文介绍了近年来国内外在多元氧化物掺杂氧化锆、A_2B_2O_7型烧绿石或萤石化合物、磁铅石型六铝酸盐化合物、石榴石型化合物、钙钛矿结构化合物和其他新型氧化物陶瓷等先进超高温热障涂层陶瓷材料方面的研究进展,并展望了今后超高温热障涂层陶瓷材料所面临的挑战和发展动向。 展开更多
关键词 热障涂层 陶瓷材料 超高温 航空发动机
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新型高温/超高温热障涂层及制备技术研究进展 被引量:57
2
作者 郭洪波 宫声凯 徐惠彬 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期2722-2732,共11页
简单介绍了先进航空发动机高温/超高温热障涂层(TBCs)的研究背景、意义和现状;简述了近年来国际上在新一代超高温TBCs方面的研究进展。重点介绍了近年来北京航空航天大学在新型高温/超高温TBCs方面的研究成果,包括新型超高温、高隔热陶... 简单介绍了先进航空发动机高温/超高温热障涂层(TBCs)的研究背景、意义和现状;简述了近年来国际上在新一代超高温TBCs方面的研究进展。重点介绍了近年来北京航空航天大学在新型高温/超高温TBCs方面的研究成果,包括新型超高温、高隔热陶瓷隔热层材料,1 150℃以上新型抗高温氧化金属粘结层材料,以及电子束物理气相沉积(EB-PVD)、等离子体激活EB-PVD(PA EB-PVD)和等离子物理气相沉积(PS-PVD)等新型制备工艺。最后对TBCs在未来高性能航空发动机上的应用及发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 航空发动机 热障涂层 陶瓷层 粘结层 等离子体激活 电子束物理气相沉积 等离子物理气相沉积
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基于改进卷积神经网络的航空发动机剩余寿命预测 被引量:25
3
作者 马忠 郭建胜 +1 位作者 顾涛勇 毛声 《空军工程大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2020年第6期19-25,共7页
航空发动机结构复杂,状态变量多且相互之间存在着严重非线性特征,传统的基于物理失效模型的方法难以精确地预测发动机的剩余寿命(RUL)。针对此问题,采用改进的卷积神经网络(CNN)方法对发动机剩余寿命进行预测。预测过程通过建立退化模型... 航空发动机结构复杂,状态变量多且相互之间存在着严重非线性特征,传统的基于物理失效模型的方法难以精确地预测发动机的剩余寿命(RUL)。针对此问题,采用改进的卷积神经网络(CNN)方法对发动机剩余寿命进行预测。预测过程通过建立退化模型,给每个训练样本添加RUL标签;为了更好地提取发动机使用过程中状态变量与剩余寿命之间的相关关系,使用不同的一维卷积核提取序列趋势信息特征;将特征输入构建的卷积神经网络得到剩余寿命的预测值。为了验证方法的有效性,在NASA提供的涡轮风扇发动机仿真数据集(C-MAPSS)上进行了测试,并与深度信念网络等方法对比,结果表明改进的卷积神经网络拥有更高的精度。 展开更多
关键词 航空发动机 剩余寿命 卷积神经网络 线性退化 时间窗
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航空发动机复杂约束空间内管路敷设技术 被引量:14
4
作者 王成恩 柳强 +2 位作者 白晓兰 王健熙 李明 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2010年第11期2327-2332,共6页
手工敷设复杂产品的管路及线缆,会造成反复改动而导致无法避免的浪费,为解决这一问题,综合考虑管路敷设工程规则,基于计算几何、微分几何和智能优化等思想,系统介绍了提出的若干航空发动机管路敷设算法,对管系的敷设顺序与管路路径进行... 手工敷设复杂产品的管路及线缆,会造成反复改动而导致无法避免的浪费,为解决这一问题,综合考虑管路敷设工程规则,基于计算几何、微分几何和智能优化等思想,系统介绍了提出的若干航空发动机管路敷设算法,对管系的敷设顺序与管路路径进行自动求解。算法针对复杂回转空间,不局限于柱面,更具一般性;管路贴近机匣表面并沿测地线敷设,获得了更优的管路轨迹;而对敷设顺序的排序求解,进一步优化了管系的整体敷设。通过若干敷设算例,验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 航空发动机 复杂约束空间 管路路径 敷设顺序
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航空发动机管路系统动力学特性综述 被引量:13
5
作者 汪博 高培鑫 +5 位作者 马辉 孙伟 林君哲 李晖 韩清凯 刘中华 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期131-154,共24页
航空发动机管路系统主要承受来自机匣和管内流体的耦合激励作用,不同位置机匣传递的基础激励不同,如高低压转子振动、气动载荷、燃烧室火焰脉动和气动噪声激励等,管内流体激励包括介质压力脉动及管路形状改变造成的介质冲击载荷等;同时... 航空发动机管路系统主要承受来自机匣和管内流体的耦合激励作用,不同位置机匣传递的基础激励不同,如高低压转子振动、气动载荷、燃烧室火焰脉动和气动噪声激励等,管内流体激励包括介质压力脉动及管路形状改变造成的介质冲击载荷等;同时不同管型的管路通过卡箍、支架、接头等连接部件与机匣和附件相连,存在大量的结构耦合,这些都极易引发管路系统在多源载荷激励下的振动超限,诱发管路及卡箍产生裂纹等故障。为了提高管路系统服役期间的可靠性,在设计阶段需要开展动力学优化设计,并提出相应的设计标准及规范。目前管路系统动力学方面的研究主要聚焦在飞机、舰船及其他输油管路,针对航空发动机管路系统动力学特性的研究相对较少,对管路系统主要支撑部件卡箍静力学及动力学特性表征、弹支边界管路系统动力学特性、流固耦合管路系统动力学特性及管路系统动力学优化这4个方面的研究现状进行了总结与展望,旨在为航空发动机复杂管路系统设计及振动控制提供理论支持和技术指导。 展开更多
关键词 航空发动机 管路系统 动力学 卡箍刚度 卡箍阻尼 流固耦合
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一种新的航空发动机自适应模型设计与仿真 被引量:13
6
作者 张海波 陈霆昊 +1 位作者 孙健国 吴伟超 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期557-563,共7页
提出了一种基于机载非线性发动机模型,且具有输入端积分补偿的卡尔曼滤波器估计器的发动机自适应模型设计方法。其主旨是经过相似变换,在非线性相对弱化的另一坐标区域内设计常规卡尔曼滤波估计器,利用所得卡尔曼估计器对各估计回路的... 提出了一种基于机载非线性发动机模型,且具有输入端积分补偿的卡尔曼滤波器估计器的发动机自适应模型设计方法。其主旨是经过相似变换,在非线性相对弱化的另一坐标区域内设计常规卡尔曼滤波估计器,利用所得卡尔曼估计器对各估计回路的初步解耦,进一步在各观测回路中引入输入误差积分激励,对滤波器的输入进行实时积分修正,充分实现各估计参数回路的静态解耦。同时,将该卡尔曼滤波器与机载非线性实时模型综合,从而使发动机自适应模型具有大范围无静差参数跟踪能力。最后,对所提出建立的自适应模型的参数估计能力和鲁棒性进行了数字仿真验证。 展开更多
关键词 航空发动机 性能蜕化 卡尔曼滤波 自适应模型
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TiAl合金在商用航空发动机中的应用 被引量:12
7
作者 杨超 《铸造技术》 CAS 北大核心 2014年第9期1933-1937,共5页
TiAl合金是基于金属间化合物的一种轻质高强耐高温合金,在航空航天领域有着广阔的应用前景。结合国内外TiAl合金的研发现状,简要而全面地总结了TiAl合金的基本材料学特性、成型工艺和在商用航空发动机上的具体应用。
关键词 TIAL合金 金属间化合物 航空发动机
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航空燃料发展综述 被引量:10
8
作者 曲连贺 朱岳麟 熊常健 《长沙航空职业技术学院学报》 2009年第2期37-41,共5页
以航空发动机的发展历程为主线,系统地回顾了应用于航空飞行器中的航空燃料发展的历史和成就,深入分析不同时期航空燃料的优缺点,归纳目前国际上在航空发动机和航空燃料方面的研究现状和最新进展,对航空燃料的发展前景和可能的研究方向... 以航空发动机的发展历程为主线,系统地回顾了应用于航空飞行器中的航空燃料发展的历史和成就,深入分析不同时期航空燃料的优缺点,归纳目前国际上在航空发动机和航空燃料方面的研究现状和最新进展,对航空燃料的发展前景和可能的研究方向作出展望。 展开更多
关键词 航空燃料 航空发动机 发展史
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航空发动机转子振动的“热模态”和减振设计 被引量:10
9
作者 廖明夫 丛佩红 +3 位作者 王娟 何云 高雄兵 宋明波 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期1125-1140,共16页
为适应航空发动机变转速变工况下转子动力学设计,提出了航空发动机转子"热模态"的概念.利用两种模型解释了"热模态"的含义,并建立了"热模态"下转子动力学设计的方法.利用支承弹性转子(弹支转子)的临界转... 为适应航空发动机变转速变工况下转子动力学设计,提出了航空发动机转子"热模态"的概念.利用两种模型解释了"热模态"的含义,并建立了"热模态"下转子动力学设计的方法.利用支承弹性转子(弹支转子)的临界转速与支承刚性转子(刚支转子)的临界转速之比作为优化参数,对转子进行优化设计,既包含了刚度的作用,也计及了质量的影响.结果表明:若所有"热模态"均在刚支转子的第1阶模态之下,则转子临界转速应尽量小于刚支转子的第1阶临界转速.若第1阶"热模态"在刚支转子第1阶模态之下,而第2阶"热模态"在刚支转子第1阶模态之上,但在刚支转子第2阶模态之下,则转子第2阶临界转速应取刚支转子第2阶临界转速和刚支转子第1阶临界转速之方均根值.除此之外,转子剩余不平衡量的分布应与刚支转子的模态正交. 展开更多
关键词 航空发动机 转子 转子动力学设计 热模态 减振
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航空发动机间冷器及回热器发展研究综述 被引量:10
10
作者 赵璧 宣益民 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期1-21,共21页
近年来,航空器发展对航空发动机经济性和环保性的要求越来越高,间冷回热循环日益受到关注和重视,间冷器和回热器的研究已经成为发展间冷回热循环航空发动机的关键因素之一。本文简要介绍了间冷回热航空发动机的研究背景,回顾了国内外有... 近年来,航空器发展对航空发动机经济性和环保性的要求越来越高,间冷回热循环日益受到关注和重视,间冷器和回热器的研究已经成为发展间冷回热循环航空发动机的关键因素之一。本文简要介绍了间冷回热航空发动机的研究背景,回顾了国内外有关航空发动机间冷器与回热器的换热表面研究、热交换器优化工作、间冷器及回热器与航空发动机整机匹配研究和新型高温热交换器技术,提出了航空发动机间冷器及回热器相关有待深化研究的问题。 展开更多
关键词 航空发动机 间冷器 回热器 强化传热 高温换热器 印刷电路板换热器 微通道换热器
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基于方差分析的航空发动机风扇叶片外物撞击识别 被引量:8
11
作者 张帅 张强波 张霞妹 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期182-193,共12页
航空发动机工作过程中风扇外物撞击事件的检测与识别对飞机飞行安全至关重要。通过风扇叶片外物撞击试验平台模拟真实发动机受外物撞击的过程,研究风扇外物撞击规律与检测识别方法。针对航空发动机的机载参数和加装振动参数对风扇外物... 航空发动机工作过程中风扇外物撞击事件的检测与识别对飞机飞行安全至关重要。通过风扇叶片外物撞击试验平台模拟真实发动机受外物撞击的过程,研究风扇外物撞击规律与检测识别方法。针对航空发动机的机载参数和加装振动参数对风扇外物撞击事件识别难度高与识别准确率低的问题,开展了基于非接触风扇叶片叶尖振动测量的外物撞击检测试验,提出了基于非接触叶尖振动位移方差威布尔分布函数极大似然估计与自动门限检测系统的风扇叶片外物撞击自动门限识别方法,并获取了风扇转子不同转速下外物撞击叶尖振动位移方差识别门限值。选取风扇转子转速为3000 r/min状态下,直径为16 mm、质量为2.9 g的外物弹体撞击风扇叶片的振动位移数据进行分析,并采用高速摄像系统对该方法识别结果的可靠性进行验证,结果表明:基于非接触叶尖振动位移方差分析法能够准确识别风扇叶片外物撞击事件、撞击叶片编号与撞击叶片数。 展开更多
关键词 航空发动机 外物撞击 非接触叶尖振动 方差分析 参数估计
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基于组合赋权法和未确知测度模型的发动机健康状况评估 被引量:8
12
作者 韩亚娟 杨玉琪 《运筹与管理》 CSSCI CSCD 北大核心 2020年第4期204-211,共8页
为了有效评估航空发动机的健康状况,提出一种逼近理想点的组合赋权法和未确知测度模型相结合的评估方法。首先,分别利用序关系分析法、指标相关性赋权法和指标难度赋权法得到各指标的主客观单一权重;利用逼近理想点的组合赋权法并考虑... 为了有效评估航空发动机的健康状况,提出一种逼近理想点的组合赋权法和未确知测度模型相结合的评估方法。首先,分别利用序关系分析法、指标相关性赋权法和指标难度赋权法得到各指标的主客观单一权重;利用逼近理想点的组合赋权法并考虑指标权重与重要性的一致性,求解指标组合权重,使赋权结果更具科学性,加大不同类别评价对象的区分度。其次,基于未确知测度模型,利用K-means算法将各指标分为两个对立等级,每个等级又分为两个互补小等级,以减少信息的重叠进一步区分不同类别的评价对象;根据指标属于不同等级的未确知测度、指标组合权重和评分准则,得到评价对象的健康评分。最后,通过航空发动机实例分析以及与其他方法的对比分析,验证此方法的有效性。 展开更多
关键词 航空发动机 健康状况评估 组合赋权法 未确知测度模型
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切换系统的无扰切换控制及其在航空发动机中的应用 被引量:7
13
作者 赵颖 付俊 赵军 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第10期2165-2176,共12页
利用多Lyapunov函数方法,本文研究了一类切换线性系统的状态跟踪无扰切换控制问题.首先,刻画了控制信号在切换时刻处的抖振抑制水平.其次,通过控制器与切换律的同时设计,实现了系统的状态跟踪和控制信号抖振抑制.最后,将所提出的状态跟... 利用多Lyapunov函数方法,本文研究了一类切换线性系统的状态跟踪无扰切换控制问题.首先,刻画了控制信号在切换时刻处的抖振抑制水平.其次,通过控制器与切换律的同时设计,实现了系统的状态跟踪和控制信号抖振抑制.最后,将所提出的状态跟踪无扰切换控制策略应用于一个涡扇航空发动机模型的控制设计上,说明了所提出方法的有效性. 展开更多
关键词 切换线性系统 无扰切换 状态跟踪 多Lyapunov函数方法 航空发动机
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自抗扰控制算法在发动机加力过渡态控制中的应用 被引量:7
14
作者 张海波 孙健国 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期219-225,共7页
主要研究了航空发动机加力过渡态控制的新方法。在不改变原有发动机控制结构的基础上,提出了一种增广LQR法(Augmented Linear Quadratic regulator-ALQR)综合ADRC(Active Disturbance Rejection Control)干扰补偿控制的算法(简称ALQR+AD... 主要研究了航空发动机加力过渡态控制的新方法。在不改变原有发动机控制结构的基础上,提出了一种增广LQR法(Augmented Linear Quadratic regulator-ALQR)综合ADRC(Active Disturbance Rejection Control)干扰补偿控制的算法(简称ALQR+ADRC),该算法除了有原ALQR控制所具备的强的消除静差能力之外,还兼具AD-RC优良的干扰补偿能力。通过模拟快速进入/退出发动机加力过渡态过程,验证了该算法具有理想的控制效果,能够较好地协调加力燃油供给和喷口开张,在整个过渡态过程中对核心机工作有较小的影响。 展开更多
关键词 航空发动机 加力状态 过渡态控制 自抗扰控制
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基于故障彩色图谱的航空发动机故障模式识别 被引量:7
15
作者 杜党党 贾晓亮 王卓 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2018年第9期2297-2305,共9页
为了从系统层面快速、精准地识别航空发动机海量监测数据中隐含的故障模式,提出一种基于故障彩色图谱的发动机故障模式识别方法。针对航空发动机状态参数和故障机理的特点,将监测数据映射至相应的阈值空间,进而构造出故障彩色图谱。研... 为了从系统层面快速、精准地识别航空发动机海量监测数据中隐含的故障模式,提出一种基于故障彩色图谱的发动机故障模式识别方法。针对航空发动机状态参数和故障机理的特点,将监测数据映射至相应的阈值空间,进而构造出故障彩色图谱。研究了故障彩色图谱的特征提取方法和标准故障彩色图谱库的构建方法。通过计算待检测故障彩色图谱与标准故障彩色图谱库中各元素之间的相似度,输出故障类型,实现了航空发动机故障模式的精准、快速、直观识别。结合应用实例验证了所提方法的有效性和实用性。 展开更多
关键词 航空发动机 故障彩色图谱 模式识别 故障诊断
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航空发动机高温涂层耐海洋大气腐蚀研究进展 被引量:7
16
作者 李发国 杨丽 周益春 《热喷涂技术》 2019年第4期1-9,15,共10页
随着“深蓝战略”的实施,航空发动机热端部件耐海洋大气腐蚀性能的研究引起人们的重视。从海洋大气特点,高温涂层种类,海洋大气腐蚀研究现状,腐蚀机制,检测技术等方面论述了航空发动机高温涂层耐海洋大气腐蚀的研究进展。
关键词 航空发动机 高温涂层 热腐蚀 热力化耦合 检测技术
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双阶自适应小波聚类的航空发动机故障分类与识别 被引量:6
17
作者 左红艳 刘晓波 洪连环 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第1期165-175,共11页
为了快速准确地实现航空发动机转子故障的分类与识别,提出了双阶自适应小波聚类方法。双阶自适应小波聚类过程是:首先采用粗网格量化数据空间,找出存在聚类的空间区域,实现数据的预分选聚类;然后统计子聚类的信息,计算其二次聚类的量化... 为了快速准确地实现航空发动机转子故障的分类与识别,提出了双阶自适应小波聚类方法。双阶自适应小波聚类过程是:首先采用粗网格量化数据空间,找出存在聚类的空间区域,实现数据的预分选聚类;然后统计子聚类的信息,计算其二次聚类的量化值;最后对子聚类的数据空间进行自适应细划分,实现子聚类数据空间的小波聚类。应用双阶自适应小波聚类方法对航空发动机转子的正常、不对中、碰摩、松动故障进行分类与识别,结果显示4种类型被正确分类。因此表明,对于密度分布不均匀的多类型混合数据,双阶自适应小波聚类方法能够根据数据分布特点自适应的量化网格,实现故障的正确分类与识别,诊断精度显著高于传统的小波聚类方法。 展开更多
关键词 故障诊断 航空发动机 小波聚类 双阶自适应 聚类精度
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基于数据融合与GRU的航空发动机剩余寿命预测 被引量:5
18
作者 李路云 王海瑞 朱贵富 《空军工程大学学报》 CSCD 北大核心 2022年第6期33-41,共9页
针对深度学习构造复合健康指标可解释性差,预测结果难以量化发动机剩余寿命预测中的不确定性问题,提出一种基于数据融合与门控循环单元(GRU)的航空发动机剩余寿命预测方法。首先,将多源传感器数据加权融合构造一维复合健康指标;然后,利... 针对深度学习构造复合健康指标可解释性差,预测结果难以量化发动机剩余寿命预测中的不确定性问题,提出一种基于数据融合与门控循环单元(GRU)的航空发动机剩余寿命预测方法。首先,将多源传感器数据加权融合构造一维复合健康指标;然后,利用Bootstrap方法对一维复合健康指标进行有放回抽样,获取n组发动机退化特征样本;最后,利用一维复合健康指标和n组发动机退化特征样本构建“n+1”个基于GRU的剩余寿命预测模型,实现对航空发动机剩余寿命的区间预测。为证明所提方法的可行性和优越性,采用涡扇发动机退化数据集(C-MAPSS)的数据进行实验,得到的均方根误差为15.8254,评分函数值为344.2105。结果表明,该方法不仅能获得较好的预测效果,还能有效解决深度学习在发动机剩余寿命预测中存在的缺陷。 展开更多
关键词 航空发动机 寿命预测 维纳过程 多源传感器数据融合 自助法 门控循环单元
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航空发动机静电监测信号的特征分析及提取 被引量:5
19
作者 文振华 侯军兴 左洪福 《振动.测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2015年第3期453-458,588-589,共6页
分析了航空发动机气路中颗粒物的荷电机理,研究了荷电颗粒和静电传感器的作用机理,并对静电监测信号的频率特性影响因素进行了分析。针对颗粒物流动特性引起信号频谱的差异,提出了从信号的频域提取能量分布特征参数的方法,采用小波分析... 分析了航空发动机气路中颗粒物的荷电机理,研究了荷电颗粒和静电传感器的作用机理,并对静电监测信号的频率特性影响因素进行了分析。针对颗粒物流动特性引起信号频谱的差异,提出了从信号的频域提取能量分布特征参数的方法,采用小波分析的方法实现了静电信号能量分布特征的获取,最后通过实验对静电监测信号的特征参数的有效性进行了验证。实验结果表明:静电监测技术能够有效地监测航空发动机输出功率的突变;连续颗粒物产生的信号中的高频成分相对较多,能量分布均匀性可以有效地判断出是间断颗粒物还是连续颗粒物,利用该能量分布的变化可以有效地反映出发动机输出功率变化不大的情况。 展开更多
关键词 航空发动机 静电监测 特征提取 静电传感器
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双通道深度卷积神经网络的航空发动机剩余使用寿命预测方法 被引量:5
20
作者 苗青林 张晓丰 +2 位作者 高杨军 刘显光 秦丕胜 《空军工程大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2022年第2期12-18,共7页
提出了一种基于双通道的深度卷积神经网络方法,用来预测航空发动机剩余使用寿命。该方法在传统卷积神经网络上,应用最大信息系数进行数据降维、卡尔曼滤波进行数据降噪;通过数据切片,将数据片标签设置为最后一个循环的剩余使用寿命,实... 提出了一种基于双通道的深度卷积神经网络方法,用来预测航空发动机剩余使用寿命。该方法在传统卷积神经网络上,应用最大信息系数进行数据降维、卡尔曼滤波进行数据降噪;通过数据切片,将数据片标签设置为最后一个循环的剩余使用寿命,实现数据重构;引入分段和线性剩余使用寿命衰减模型,并给出了寿命衰减起始点判断方法;将寿命衰减前、寿命衰减中2种特征作为双通道网络模型的输入。在NASA涡轮风扇发动机仿真数据集(C-MAPSS)上测试结果显示,在测试数据范围较大时,该方法相关指标明显优于其他方法,在航空发动机剩余寿命预测上具有显著优势。 展开更多
关键词 航空发动机 剩余使用寿命 深度卷积神经网络 双通道 最大相关系数
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