1、發(fā)動(dòng)機(jī)健康監(jiān)控系燃?xì)鉁u輪發(fā)朗祀足以連績(jī)流動(dòng)的氣體為工氐將燃料的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)橛蠬功的動(dòng)力磯械"它已齊民用趾空.宅用航瞬和工業(yè)屮得到廣泛應(yīng)用乜發(fā)勁機(jī)扯朋監(jiān)控系統(tǒng)是發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)控和故障診斷的集成應(yīng)用平臺(tái)包擂f故障診斷.滑汕賴(lài)粒他毓動(dòng)監(jiān)控*數(shù)拯融合、維修像障系統(tǒng)灼多個(gè)P系統(tǒng).故障診斷是指對(duì)系統(tǒng)某種功能先調(diào)或性能鋭化偵因的判斷，韋握故障發(fā)生湍位及氏嚴(yán)璽程度"葩若靛幼肌技術(shù)的不噺發(fā)展，為了視高發(fā)功機(jī)的女全性、可靠性和可用性發(fā)動(dòng)機(jī)健廣監(jiān)控（EHM系統(tǒng)的瞬究已經(jīng)成為燃?xì)廨啓C(jī)領(lǐng)填的直要研究方向.廳先*rt!i-«氣輪機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)朵*HH.I作任髙湍、亂局譎速庭轉(zhuǎn)和大應(yīng)力的懇劣工作壞垃中，

2、rt-K胳個(gè)壽命周期內(nèi)發(fā)半機(jī)械故障和P路敘障在所媼如匚這就翌求用戶(hù)要及時(shí)了解發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行情況.保證發(fā)動(dòng)機(jī)奇效安全運(yùn)行。發(fā)動(dòng)機(jī)ftt康監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)合口動(dòng)數(shù)據(jù)采蚩系縉和軻隧診斷技術(shù)，大人提崙了燃冗輪乩運(yùn)行的安全性.盟絕重丈曲叔的發(fā)生.英次，發(fā)動(dòng)機(jī)儲(chǔ)展監(jiān)控系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)“以可菲性為中匕槨和“視情細(xì)護(hù)"的紳修思崽的必嘎詢(xún)幄"由謹(jǐn)氣輪機(jī)是薛迄行成本的動(dòng)力機(jī)械如何他防發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)障停牟及曲低成本的性能恢境直是人們火注的條點(diǎn)“其中維修方式的改進(jìn)帶來(lái)巨大統(tǒng)濟(jì)利益“傳統(tǒng)的矩期緋護(hù)是備防堆護(hù)方式,具何自H性.無(wú)法解決炭動(dòng)機(jī)早期故障和盡可能延K運(yùn)住時(shí)何：為了革除傳統(tǒng)錐護(hù)方式的弊端,人們提出視情維護(hù)的預(yù)測(cè)維修

3、方式口覘惜維護(hù)是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的健康狀吉.確定緋修人綱對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)邊行相脫的維護(hù)°昭控發(fā)納機(jī)促爆帖況址視情維護(hù)的必翌T段.龍霸有效地降低燃代輪機(jī)佚用與運(yùn)營(yíng)費(fèi)用亠堪后，發(fā)動(dòng)機(jī)健康監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)用務(wù)解技術(shù)乎段.對(duì)號(hào)動(dòng)機(jī)進(jìn)行性能評(píng)估*預(yù)測(cè)故障發(fā)展，保證發(fā)動(dòng)機(jī)的可用性.它的使用，有利于企業(yè)安排維護(hù)計(jì)劃，降低運(yùn)行戚本和風(fēng)險(xiǎn)“岳力常用的惟康監(jiān)控技術(shù)包描；展F性能分折的故障診撕*悄油系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)、振動(dòng)信號(hào)監(jiān)払計(jì)禮檸九瞬態(tài)參數(shù)監(jiān)視籾聲音信號(hào)監(jiān)控等叫英中基于件能分析的故障診斷系統(tǒng)能檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)部件蛻化，而振動(dòng)信號(hào)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)合孔探和無(wú)損探傷技術(shù)/衛(wèi)能檢測(cè)出葉片的細(xì)微裂痕竽故障。結(jié)合這些故隔檢測(cè)結(jié)果和工程經(jīng)驗(yàn),發(fā)動(dòng)機(jī)用

4、戶(hù)能夠在適當(dāng)時(shí)機(jī)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行維修，避免了由尸任由微小故障發(fā)展所引發(fā)的昂貴的發(fā)動(dòng)機(jī)損壞“從總體結(jié)構(gòu)匕講，個(gè)典型的發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)拎系統(tǒng)包括以卜幾個(gè)子系統(tǒng)：旱尸機(jī)理模吃的故障診斷和數(shù)據(jù)融介系圖I.】發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的投帥報(bào)發(fā)動(dòng)機(jī)健康監(jiān)控系統(tǒng)能夠提高發(fā)動(dòng)機(jī)可掘性，避免非必要的停車(chē)，從而提廟生產(chǎn)效率和安全性"因而采用最先進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)健壓腔控系統(tǒng).能夠讓用戶(hù)也好地分析發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)抑;，更耕確地了解當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)狀況。茯而，當(dāng)采用復(fù)雜程度很高.第數(shù)采集量很大的監(jiān)控系統(tǒng)時(shí).我們必須考察其經(jīng)濟(jì)性.如圖1.】所示,文獻(xiàn)2指出當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)他康監(jiān)控系統(tǒng)過(guò)復(fù)雜時(shí)，對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)的投蚩可能收不網(wǎng)成札KuILh'Z用J'復(fù)

5、雜的健康監(jiān)控系統(tǒng)的燃?xì)廨啓C(jī)會(huì)降低熬個(gè)系統(tǒng)的可龍竹0。W而健康監(jiān)控系統(tǒng)的規(guī)模和艾雜度必須根據(jù)生產(chǎn)需復(fù)進(jìn)行選擇”羅羅公司址新的瑞達(dá)900阮空發(fā)動(dòng)機(jī)采用實(shí)時(shí)機(jī)戲健廉監(jiān)控系統(tǒng)，虞健康監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)真莊做到吊身定做。該電f的發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)控單元(EMU)和發(fā)動(dòng)機(jī)控制單尤(ECU)結(jié)介佗-起。采用的機(jī)城系統(tǒng)能夠匹杞各臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，便得監(jiān)控系統(tǒng)能更好檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)十前他康狀況。它能實(shí)時(shí)地進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)件能分析.發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)監(jiān)視、滑汕顆粒物監(jiān)視.風(fēng)威平衡監(jiān)視、功能性故障檢測(cè)和控制系統(tǒng)監(jiān)視等。陽(yáng)I.2瑞達(dá)900發(fā)幼機(jī)監(jiān)捽單元卜M如圖1.2所承機(jī)戲監(jiān)控單兀不僅能進(jìn)行復(fù)朵的實(shí)時(shí)分析，還采集片儲(chǔ)心大量的發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù).這些數(shù)抑:流傳輸?shù)降匮?/p>

6、系統(tǒng).地面系統(tǒng)能夠進(jìn)行更除入數(shù)據(jù)分析得出維修警報(bào).故障診斷.性能預(yù)報(bào)和提供畢修計(jì)劃.值得提的是,該系統(tǒng)中包括了采用口期神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的氣路故障診期系統(tǒng)，以及采用參數(shù)趨勢(shì)分析和貝葉斯統(tǒng)計(jì)分析(Bayesianstatisticalanalysis)技術(shù)的性能預(yù)測(cè)。1.2本文研究?jī)?nèi)容1.21問(wèn)題定義燃?xì)廨啓C(jī)是一種復(fù)雜的機(jī)械系統(tǒng).它由以下兩大部分組成:(1)氣路部件,包括爪氣機(jī)、燃燒卷燃?xì)鉁u輪等”(2)附屈系統(tǒng).包括控制系統(tǒng).點(diǎn)火系統(tǒng)，燃油系統(tǒng)等"發(fā)動(dòng)機(jī)故障町施出現(xiàn)在這堂部件或附屬系統(tǒng)中-股而言,發(fā)幼機(jī)附展系統(tǒng)HfffU好的e維護(hù)件和絞如的維修周期"發(fā)動(dòng)機(jī)附屈系統(tǒng)很多屈尸快速史換件(Q

7、EC),世換或維修時(shí)間一般控制在兒個(gè)小時(shí)內(nèi)。同時(shí)，隨著傳感器技術(shù)和電產(chǎn)捽制器的不斷發(fā)展，發(fā)動(dòng)機(jī)控制等系統(tǒng)能夠采取物理或解析冗余提庇系統(tǒng)可用性。因而如圖1.3所示,雖然發(fā)動(dòng)機(jī)附屬系統(tǒng)有相對(duì)較窩的故障率，但是這些附屈系統(tǒng)引起的發(fā)動(dòng)機(jī)停乍率卻相對(duì)耍小很多相反地，燃?xì)廨啓C(jī)氣路部件如然具有較髙的可卷性，但是其一H失效，將會(huì)嚴(yán)亜?dòng)绊懓l(fā)動(dòng)機(jī)的可用性氣路故障診斷系統(tǒng)能夠?yàn)閿鄽饴凡考阅芡懟癄顩r，保證了視悄維護(hù).囚此只片很簡(jiǎn)的應(yīng)用價(jià)值和車(chē)大現(xiàn)實(shí)意義3030252015106O圖】.3發(fā)幼機(jī)*子系統(tǒng)的故障率和檸牟聿比較發(fā)動(dòng)機(jī)氣路故障診斷方法大致可分為以F三種：基于線性模勿的小偏避故障方程法、皋尸非線性的穩(wěn)態(tài)模型方

8、法和卑F人工智能的方法（叫其中人工智能廳法包括人工呻經(jīng)網(wǎng)絡(luò).F家系統(tǒng)、模刪邏軸笠在氣路故障診斷中得到廣泛應(yīng)用.木文在第一.萃將對(duì)族種氣路故障診斷技術(shù)冇更深入得論述。文獻(xiàn)3認(rèn)為人I神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在氣路故障診斷中具有良好的工程應(yīng)用曲杲.本文采用模塊化人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，既組介多個(gè)網(wǎng)絡(luò)分別完成對(duì)氣路枚礫的診斯、分類(lèi)、評(píng)估，形成模塊化的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng).人神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為人智能最活躍的研究應(yīng)用領(lǐng)域Z,己被廣泛W用F模式講別，過(guò)程控制和數(shù)據(jù)挖剎等。木文將人工神紳網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)氣路故障診斷中,運(yùn)用面向?qū)ο蠓椒?提高診斷軟件的模塊化程度,使軟件更易維護(hù)和擴(kuò)展木文上要就燃?xì)廨啓C(jī)的氣路故障進(jìn)行分析仿真，并采用模塊化的人工

9、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)故障數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，最后使用訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)根摞發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)汁猱氣路故障部件的性能址偸差。122研究?jī)?nèi)容和章節(jié)安排本文以發(fā)動(dòng)機(jī)氣路故障診斷技術(shù)的丄程應(yīng)用為線索，主耍就以卜兒方血開(kāi)展研究工作：（1）采用發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)理建模技術(shù)，建#燃?xì)廨啓C(jī)熱力學(xué)模巾和氣路故障模型庫(kù)。分析燃?xì)廨啓C(jī)氣路故障機(jī)理及征兆，研究故障診斷技術(shù)的特征。（2）從保證史好的診斷效果.縮矩診斷系統(tǒng)開(kāi)發(fā)周期的角度出發(fā)，本文使用VisualC#編程語(yǔ)言,開(kāi)發(fā)基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的故障診斷系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)氣路故障的檢測(cè).隔離和量化"（3）以工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)為研究對(duì)彖，建立發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)理模型，仿真產(chǎn)生故障數(shù)據(jù)。金此基礎(chǔ)匕，將人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)氣路故障診斷系統(tǒng)應(yīng)用此發(fā)動(dòng)機(jī)模枚得出診斷結(jié)果。（4）分析診斷結(jié)來(lái)，提出了診斷結(jié)果定雖評(píng)價(jià)方法，得出結(jié)論。本文章節(jié)安拙如