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静电传感器在航空发动机超转监控中的应用分析 被引量:1
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作者 郭家琛 左洪福 +1 位作者 甄博 张弓 《南京航空航天大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期361-370,共10页
航空发动机运行中可能发生超转事件,严重时会导致“非包容的高能碎片”的危害性后果。从航空发动机适航审定对超转事件的安全要求切入,分析电子式超转保护系统对新型传感器的需求。基于某型号航空涡轴发动机尾气静电监测探索性试验的实... 航空发动机运行中可能发生超转事件,严重时会导致“非包容的高能碎片”的危害性后果。从航空发动机适航审定对超转事件的安全要求切入,分析电子式超转保护系统对新型传感器的需求。基于某型号航空涡轴发动机尾气静电监测探索性试验的实测信号开展了信号分析,分析结果显示静电传感器信号的频谱信息可以实时动态跟踪转子转速。在75、210、420、630、840和1000 kW 6种输出轴功率工况的静电信号的频谱信息中均识别出处于170~180 Hz间的动力涡轮转速及其倍频。所得结果表明静电传感器具备在航空发动机超转监控中的应用潜力。 展开更多
关键词 静电传感器 航空发动机 超转 适航审定 状态监测
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基于VMD-OMP的滚动轴承静电在线监测信号降噪方法
2
作者 刘新宇 刘若晨 +2 位作者 孙见忠 左洪福 张兰春 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第7期153-157,共5页
基于静电感应原理的滚动轴承磨损状态静电监测方法对早期性能退化敏感,但存在易受工频及宽频背景噪声干扰的问题。针对上述问题,提出了一种基于变分模态分解与正交匹配追踪相结合的降噪方法。首先通过灰狼优化算法对变分模态分解的惩罚... 基于静电感应原理的滚动轴承磨损状态静电监测方法对早期性能退化敏感,但存在易受工频及宽频背景噪声干扰的问题。针对上述问题,提出了一种基于变分模态分解与正交匹配追踪相结合的降噪方法。首先通过灰狼优化算法对变分模态分解的惩罚因子和分解层数进行优化。然后,通过综合指标从分解后的静电信号中选取适合的模态分量,并根据饱和值法确定稀疏度,实现静电信号分量的重构,从而合并得到降噪信号。实验结果表明:与单独的变分模态分解算法相比,所提算法不仅将信噪比提升了4.7 dB左右,还极大限度地保留了静电异常信号的原始特征,为滚动轴承静电在线监测信号处理提供一种新思路。 展开更多
关键词 静电监测 滚动轴承 信号降噪 变分模态分解 正交匹配追踪
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航发叶片原位打磨装备设计及其运动学分析
3
作者 郭泽中 左洪福 +3 位作者 李鹏涛 刘岩 夏淳义 周左成 《机电工程》 北大核心 2025年第5期921-932,共12页
针对现有原位打磨装备存在监测手段单一、智能化水平不足、驱动平台结构紧凑性及航线维修实用性低等问题,设计了一款航发叶片原位打磨装备,并对其运动学性能进行了分析。首先,分析了压气机叶片原位打磨自由度需求,结合设计原则对内窥打... 针对现有原位打磨装备存在监测手段单一、智能化水平不足、驱动平台结构紧凑性及航线维修实用性低等问题,设计了一款航发叶片原位打磨装备,并对其运动学性能进行了分析。首先,分析了压气机叶片原位打磨自由度需求,结合设计原则对内窥打磨仪、辅助支撑装置、测量与控制组件、快速拆装夹具、打磨装备控制箱进行了结构设计;然后,根据改进型D-H(MDH)参数法建立了运动学方程,进行了正运动学分析并基于解析法求出了运动学逆解,利用SOLIDWORKS和Adams建立了联合虚拟仿真模型,对原位打磨装备进行了仿真分析,得到了末端打磨头的位移、速度和加速度曲线;最后,搭建了原理样机,验证了压气机叶片原位打磨作业的准确性。研究结果表明:原位打磨装备整体为六自由度串联型机械臂,末端打磨头的速度范围为0 m/s~0.011 3 m/s,角速度范围为0 rad/s~0.471 2 rad/s,加速度和角加速度的最大值分别为0.010 9 m/s^(2)和0.375 5 rad/s^(2),末端打磨头能够到达所需打磨的压气机叶片的目标位置;打磨作业时,各关节运行平稳,辅助支撑装置可以精确调整末端打磨头的位姿,且对打磨头运动的影响较小。由此可见,原位打磨装备能满足压气机叶片原位打磨作业的要求。 展开更多
关键词 压气机叶片 原位打磨 D-H(MDH)参数法 运动学分析 ADAMS仿真
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多粒子运动追踪算法污染度检测技术研究
4
作者 王涵 左洪福 +1 位作者 刘珍珍 耿聪 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第1期1-4,共4页
油液污染度监测机械设备的常规检测手段之一,基于磨粒图像分析原理的污染度检测计数是其中广泛应用的一种技术。为得到高精度和高重复率的污染度检测结果,避免对连续图像样本中的相同粒子重复计数,提出一种基于多粒子追踪算法的颗粒计... 油液污染度监测机械设备的常规检测手段之一,基于磨粒图像分析原理的污染度检测计数是其中广泛应用的一种技术。为得到高精度和高重复率的污染度检测结果,避免对连续图像样本中的相同粒子重复计数,提出一种基于多粒子追踪算法的颗粒计数方法。首先应用高斯混合模型背景差分进行运动颗粒提取。然后运用卡尔曼滤波进行目标预测和运用匈牙利算法进行目标匹配,得到相应的颗粒计数值。最后对污染浓度进行校正,得到污染度计量结果。使用含标准颗粒物实验样本油进行测试,最终结果均满足JJG 1061-2010标准,其中粒径>4μm、>6μm、>14μm颗粒测量值的计数误差和计数重复度均满足标准要求,证明了所提出的检测算法的有效性。 展开更多
关键词 颗粒计数 多粒子运动追踪 污染度检测
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基于静电监测和神经网络的航发典型故障诊断 被引量:8
5
作者 付宇 殷逸冰 +2 位作者 冒慧杰 左洪福 冯正兴 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2019年第11期2852-2862,共11页
为解决航空发动机中典型气路机械故障模式的诊断问题,开展了故障模拟静电监测实验。利用经典特征参数分析了4类典型故障模式下的静电信号,在此基础上进一步提出几类新特征指标和初始故障判别逻辑理论,并利用Fisher准则方法对所提新特征... 为解决航空发动机中典型气路机械故障模式的诊断问题,开展了故障模拟静电监测实验。利用经典特征参数分析了4类典型故障模式下的静电信号,在此基础上进一步提出几类新特征指标和初始故障判别逻辑理论,并利用Fisher准则方法对所提新特征指标的有效性进行验证。提出一种基于自组织映射神经网络的气路故障诊断工程化应用方法,并对故障诊断算法进行实例验证,结果表明,基于静电信号和自组织映射神经网络的气路故障诊断方法能够很好地识别不同故障模式并具备良好的可视化表达效果,为气路故障诊断提供了一种很好的工程化研究方法。 展开更多
关键词 航空发动机 静电监测 传感器 故障诊断 FISHER准则 自组织映射 神经网络
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民机PHM预测维修模式在空调系统的应用 被引量:6
6
作者 孙见忠 解志峰 +3 位作者 闫洪胜 左洪福 王容辉 钱昆 《南京航空航天大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期952-964,共13页
针对故障预测与健康管理(Prognostic and health management,PHM)技术在民机维修工程中的应用问题,探讨了基于PHM的预测维修模式设计,提出了考虑PHM的初始维修任务分析流程以及基于PHM的预测维修模式实施方法。以B737NG空调系统为例开... 针对故障预测与健康管理(Prognostic and health management,PHM)技术在民机维修工程中的应用问题,探讨了基于PHM的预测维修模式设计,提出了考虑PHM的初始维修任务分析流程以及基于PHM的预测维修模式实施方法。以B737NG空调系统为例开展验证研究,建立了基于数据驱动的空调系统PHM模型,设计了空调系统PHM维修模式,并基于历史运行数据开展了计划维修模式与预测维修模式下维修成本对比分析。研究结果表明:基于PHM的维修模式不仅可以取消部分定期检查工作,还可以通过提前监测减少非计划的维修事件,进而降低民机系统全寿命周期维修成本。成本效益分析表明:相比传统计划维修,PHM维修可降低40%以上的成本,进一步推广应用到整机其他系统将带来更大的经济效益和安全效益。 展开更多
关键词 计划维修 预测维修 飞机健康监测 空调系统 故障预测与健康管理
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基于数字孪生的装备维修保障平台 被引量:3
7
作者 吴家菊 孔令刚 +4 位作者 康时嘉 左洪福 杨永辉 周小伟 陈川 《现代电子技术》 北大核心 2024年第22期131-138,共8页
维修保障是装备运行使用的重要部分,装备的维修保障能力直接影响其效能的发挥。而基于历史故障数据的传统维修保障方式很难实现实时精确保障,使得装备效能发挥受到了影响。数字孪生技术的发展为装备运行使用过程中的全资可视化、装备状... 维修保障是装备运行使用的重要部分,装备的维修保障能力直接影响其效能的发挥。而基于历史故障数据的传统维修保障方式很难实现实时精确保障,使得装备效能发挥受到了影响。数字孪生技术的发展为装备运行使用过程中的全资可视化、装备状态实时感知、故障快速预测并诊断、维修方案智能化制定及验证、维修指导以及按需训练培训等提供了良好的实现条件。文中在研究装备维修保障对象、业务领域及寿命期保障内容的基础上,设计一种装备维修保障数字孪生模型,分析装备数字孪生体组成以及需要管理的元素;在分析装备维修保障孪生数据流的基础上,提出了装备维修保障数字孪生平台框架;最后针对装备维修保障数字孪生体的构建及使用,分析了数字孪生平台实现的关键技术。研究成果可指导装备维修保障数字孪生体建设工作的开展,实现装备实时、精确保障。 展开更多
关键词 装备维修保障 数字孪生技术 数字孪生体 管理元素 寿命期 虚实交互 置信度评估
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基于检查数据和物理退化模型的涡轮叶片检修策略优化 被引量:2
8
作者 陆晓华 左洪福 孙见忠 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期679-686,共8页
根据发动机涡轮叶片在日常使用过程中的损伤检修数据确定其失效概率分布函数,应用Paris公式对叶片裂纹增长进行反演分析,得到在指定阈值下可检裂纹长度与初检时间的对应关系;再模拟裂纹增长过程,得到叶片在寿命周期内各个检查时刻的状态... 根据发动机涡轮叶片在日常使用过程中的损伤检修数据确定其失效概率分布函数,应用Paris公式对叶片裂纹增长进行反演分析,得到在指定阈值下可检裂纹长度与初检时间的对应关系;再模拟裂纹增长过程,得到叶片在寿命周期内各个检查时刻的状态;最后通过仿真结果的统计分析得知叶片的失效概率。案例研究结果表明:叶片在服役过程中如果初检时间太早,初检时扩展裂纹长度小,不易被检测到,后续的重复检查间隔长,在各重复检查时刻容易产生失效;如果初检时间太迟,叶片在初检时会接近甚至超过临界损伤值,也增加失效概率。在允许失效概率为10-5的条件下,涡轮叶片在计划运行周期内的最优检查次数12次,最优初检时间和重复检查间隔分别为1 371循环和307循环。所提方法和研究结果为航空公司机务维修人员和发动机工程师的风险评判和检修决策提供依据和参考。 展开更多
关键词 检查数据 物理退化模型 航空发动机 涡轮叶片 检修间隔 优化
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多源信息融合的航空发动机异常检测方法研究 被引量:3
9
作者 蔡景 康婷玮 +2 位作者 左洪福 张晨 张营 《电子测量技术》 北大核心 2022年第22期135-141,共7页
针对航空发动机中单参数表征性能不全面,且易受外部环境和飞行工况等因素影响的问题,提出一种基于谱回归和高斯混合模型的多源信息融合的健康因子构建方法。选取记录完整并与发动机健康性能关系密切的参数,以同架飞机左右发动机的性能... 针对航空发动机中单参数表征性能不全面,且易受外部环境和飞行工况等因素影响的问题,提出一种基于谱回归和高斯混合模型的多源信息融合的健康因子构建方法。选取记录完整并与发动机健康性能关系密切的参数,以同架飞机左右发动机的性能参数差异值作为数据源,通过谱回归进行特征降维,采用高斯混合模型构建正常状态模型,再以基于贝叶斯推断的距离表征测试数据与高斯混合模型的全局距离判别发动机的异常状态。通过两个航空发动机异常事件案例中真实QAR数据进行验证,结果表明所提方法相较于航空公司能够更有效评估航空发动机的健康状态,提前识别出发动机的异常点,预留出足够的时间为发动机制定可靠的维修计划,提高飞机的安全性与经济性。 展开更多
关键词 航空发动机 多源信息融合 健康因子 谱回归 高斯混合模型
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基于数字孪生和IETM的装备常规故障诊断 被引量:1
10
作者 吴家菊 孔令刚 +3 位作者 康时嘉 左洪福 杨永辉 周小伟 《现代电子技术》 北大核心 2024年第24期38-46,共9页
装备在实际运行过程中出现的大部分常规故障都是由于人为操作、保养以及环境等因素引起的。常规故障在装备的研制、试验、鉴定以及维保过程中都进行了验证,并有明确的定义,具有明确的故障树分析结论,因而数字孪生可为装备常规故障提供... 装备在实际运行过程中出现的大部分常规故障都是由于人为操作、保养以及环境等因素引起的。常规故障在装备的研制、试验、鉴定以及维保过程中都进行了验证,并有明确的定义,具有明确的故障树分析结论,因而数字孪生可为装备常规故障提供快速、交互性的诊断可能。为提高常规故障诊断的效率和诊断过程的交互式体验感,提出一种基于数字孪生的装备常规故障诊断模型。在此基础上,鉴于交互式电子技术手册(IETM)良好的交互性及用户体验感,设计一种基于孪生数据和IETM的装备常规故障诊断方案。该方案将装备故障树转换为IETM的故障数据模块,存储到IETM数据库中形成故障库。采用故障树分析方法并将装备实时孪生数据作为输入,利用IETM的交互性,通过过程数据模块结合故障数据模块进行步进式故障诊断及隔离引导操作,同时提供维修操作指导。当装备实时孪生数据与故障库定义的故障信息不完全一致时,采用案例分析法计算装备实时孪生数据提供的故障征兆信息与故障库中明确定义的故障征兆信息的相似度,并设定相似度的阈值进行判定;再利用IETM推送对应故障数据模块进行相应的故障诊断隔离引导。 展开更多
关键词 装备故障诊断 数字孪生 IETM 故障树分析 故障数据模块 实时孪生数据 相似度 隔离引导
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复合材料低速冲击损伤评估数值分析与试验研究 被引量:22
11
作者 徐瑀童 左洪福 +2 位作者 陆晓华 邵传金 李鑫 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期149-155,共7页
针对复合材料低速冲击损伤模式复杂多样以及损伤评估时损伤表征参数选取和简化困难的问题,通过编写VUMAT子程序,采用三维Hashin准则和Cohesive界面单元建立了复合材料从低速冲击损伤发生到损伤后压缩破坏的全过程仿真分析模型,用于复合... 针对复合材料低速冲击损伤模式复杂多样以及损伤评估时损伤表征参数选取和简化困难的问题,通过编写VUMAT子程序,采用三维Hashin准则和Cohesive界面单元建立了复合材料从低速冲击损伤发生到损伤后压缩破坏的全过程仿真分析模型,用于复合材料低速冲击损伤评估,考虑了复合材料损伤模式的多样性,规避了损伤表征参数的选取和简化问题。分别进行了复合材料低速冲击试验和冲击后压缩试验,从冲击响应、损伤情况和剩余强度三方面将试验结果和仿真结果进行了对比,对比效果良好,表明建立的模型适用于复合材料低速冲击损伤评估。采用该模型进一步对冲击能量和冲击角度对损伤的影响进行了探讨。 展开更多
关键词 复合材料 低速冲击 有限元分析 冲击响应 损伤评估
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基于IETM的电子训练系统设计 被引量:4
12
作者 吴家菊 左洪福 +5 位作者 杨永辉 马永起 陈泉根 程铮 孔令刚 康时嘉 《现代电子技术》 2022年第19期152-160,共9页
在分析电子化培训训练需求基础上,提出基于IETM的装备电子训练方案。将基于S1000D标准的IETM数据模块及实体文件按照培训训练课目要求及相关标准进行转换、封装,发布形成电子训练课件包。根据训练场景及任务、产品任务,构建装备电子训... 在分析电子化培训训练需求基础上,提出基于IETM的装备电子训练方案。将基于S1000D标准的IETM数据模块及实体文件按照培训训练课目要求及相关标准进行转换、封装,发布形成电子训练课件包。根据训练场景及任务、产品任务,构建装备电子训练运行环境,开发训练策略,形成训练课程。将训练课件导入训练课程,根据训练大纲、训练任务计划执行训练任务,实现装备电子化训练,训练过程中记录相关数据。训练结束后评估学员训练效果、训练任务及课程设置合理性等。文中给出装备电子训练平台框架及软件实现技术架构,依据装备训练需求,进行软件功能设计,采用平台无关的J2EE及Ajax技术设计装备电子训练系统。该系统已在多套装备的训练中使用,其安全性、界面友好性、图文交互性及通用性得到了验证。 展开更多
关键词 交互式电子技术手册 装备电子训练 训练课件制作 SCORM S1000D S6000T J2EE 数据模型
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基于阵列式静电传感器的颗粒带电量估计方法 被引量:9
13
作者 钟志荣 左洪福 +1 位作者 郭家琛 姜衡 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期80-90,共11页
颗粒所处空间位置对静电传感器探极表面的感应电量有重要影响,采用单传感器结构难以准确测量颗粒所带电量。采用平面阵列式传感器求解颗粒所带电量及其空间位置,以解决单传感器结构存在已知量无法满足求解条件的问题。使用COMSOL Multip... 颗粒所处空间位置对静电传感器探极表面的感应电量有重要影响,采用单传感器结构难以准确测量颗粒所带电量。采用平面阵列式传感器求解颗粒所带电量及其空间位置,以解决单传感器结构存在已知量无法满足求解条件的问题。使用COMSOL Multiphysics建立阵列式静电传感器的高保真传感数值模型,结合静电传感器传感模型的理论和方法,通过实验验证所建模型对带电颗粒运动与静电感应过程的有效性。提出一种基于Tikhonov正则化方法的颗粒带电空间分布求解算法,实现单个颗粒所带电量及其空间位置的确定。经仿真与实验验证,颗粒反演带电量与实际带电量误差绝对值低于8%。所提方法可准确反演带电颗粒所带电量及其空间位置。 展开更多
关键词 静电传感器 电荷测量 COMSOL模型仿真 荷电颗粒 正则化
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基于SFA-LOF-LDD的航空发动机异常检测方法研究 被引量:8
14
作者 李泱 李德文 +3 位作者 蔡景 左洪福 张营 韩辰球 《机床与液压》 北大核心 2023年第13期189-197,205,共10页
航空发动机异常检测对于准确了解飞机健康状态、支持维修决策、保障飞行安全具有重要意义。针对航空发动机气路部件的长期退化行为,提出一种基于慢特征分析和局部离群因子的动态阈值异常检测方法。首先,充分利用慢特征分析的优势提取气... 航空发动机异常检测对于准确了解飞机健康状态、支持维修决策、保障飞行安全具有重要意义。针对航空发动机气路部件的长期退化行为,提出一种基于慢特征分析和局部离群因子的动态阈值异常检测方法。首先,充分利用慢特征分析的优势提取气路参数随时间缓慢退化的有效特征。然后,计算特征空间样本的局部离群因子来构造监控统计量,定量表征发动机的健康状态。考虑固定阈值对气路状态时变特性的适应性差,利用基于局部分布差异的自适应窗口调整策略,设置动态阈值有效降低气路参数微小波动导致的虚假报警。最后,通过航空发动机实际运行数据进行验证,结果表明:所提方法能提前识别异常点,并且有效降低假警的发生。 展开更多
关键词 航空发动机 慢特征分析 局部离群因子 局部分布差异 动态阈值
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考虑预测与健康管理的民机维修成本效益仿真评估方法 被引量:6
15
作者 闫洪胜 左洪福 孙见忠 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期912-922,共11页
航空维修是飞机运营支持的重要工作之一,是航空公司保障安全飞行和控制运营成本的关键途径。目前应用实时故障预测与健康管理(Prognostic and health management,PHM)于航空维修领域还处于研究阶段,缺少工程实践数据和案例。针对缺乏应... 航空维修是飞机运营支持的重要工作之一,是航空公司保障安全飞行和控制运营成本的关键途径。目前应用实时故障预测与健康管理(Prognostic and health management,PHM)于航空维修领域还处于研究阶段,缺少工程实践数据和案例。针对缺乏应用PHM技术的飞机维修相关验证与评估数据的问题,本文基于PHM的维修模式概念,建立PHM维修模式下的计划维修优化、非计划维修可控和PHM错误影响分析模型。借助计算机仿真技术,由不同的系统PHM性能参数输入,根据所建立的模型进行实施PHM前后的维修工时、维修成本和非计划维修事件数的仿真模拟计算,验证与评估基于PHM的维修模式在减少维修工时、节约维修成本和控制非计划维修事件方面的优势。选取空调系统作为验证评估对象进行了大量的仿真试验分析,在单一系统的理想状态下(即性能参数设置为最佳),基于PHM的维修模式相比于传统的预防性维修可以减少56%的维修工时,节约60%的维修成本,并且避免了88%的非计划维修事件。 展开更多
关键词 航空维修 故障预测与健康管理 维修模式 仿真模拟 预防性维修
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基于概率风险分析的航空发动机控制系统故障风险评估 被引量:4
16
作者 鲍晗 左洪福 +1 位作者 蔡景 周迪 《兵器装备工程学报》 CAS 北大核心 2018年第10期38-43,共6页
由于规章符合、生产制造和运行环境中的不确定因素,航空发动机控制系统的实际运行风险往往高于设计阶段的预计风险,存在重大的潜在危险。针对该问题,对发动机控制系统故障风险模式进行了分析,提出了基于概率风险分析的发动机控制系统实... 由于规章符合、生产制造和运行环境中的不确定因素,航空发动机控制系统的实际运行风险往往高于设计阶段的预计风险,存在重大的潜在危险。针对该问题,对发动机控制系统故障风险模式进行了分析,提出了基于概率风险分析的发动机控制系统实际风险评估方法,从底层故障、发动机推力控制丧失事件和飞机级后果3个层次进行逐层评估。以CFM56-7B发动机VSV作动筒故障风险评估过程作为示例进行了故障风险评估,本研究可为发动机控制系统持续阶段风险管理提供参考。 展开更多
关键词 持续适航 风险评估 发动机控制系统 概率风险分析
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基于1DCNN-BiLSTM的航空发动机故障分类研究 被引量:2
17
作者 孔令刚 康时嘉 +3 位作者 吴家菊 左洪福 杨永辉 程铮 《现代电子技术》 北大核心 2024年第20期129-135,共7页
随着航空发动机运行状态的变化,其故障模式也会发生变化。针对航空发动机的运行退化趋势,提出一种基于1DCNN-BiLSTM的航空发动机故障分类模型。该模型可以直接用于原始监测数据,不需要其他算法提取故障退化特征,并且能充分利用1DCNN提... 随着航空发动机运行状态的变化,其故障模式也会发生变化。针对航空发动机的运行退化趋势,提出一种基于1DCNN-BiLSTM的航空发动机故障分类模型。该模型可以直接用于原始监测数据,不需要其他算法提取故障退化特征,并且能充分利用1DCNN提取时间维度局部特征的优势,以及BiLSTM处理非线性时间序列及利用双向上下文信息的特点,最后连接全连接层来学习双向时序依赖的特征信息,并使用softmax函数来诊断故障类别。在美国航空航天局公开的CMAPSS数据集上进行验证,将故障模式分为无故障、HPC故障(单一故障)、HPC&Fan故障(混合故障)三种类型。实验结果表明,与其他模型对比,所提模型具有较高的分类精度,这对提高航空发动机运行可靠性和进一步进行剩余使用寿命预测有一定的实用价值。 展开更多
关键词 航空发动机 发动机故障 故障分类 1DCNN BiLSTM 非线性时间序列
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基于BO优化SVM轴承故障的静电信号识别方法 被引量:3
18
作者 吴江平 刘若晨 +2 位作者 孙见忠 左洪福 张兰春 《电子测量技术》 北大核心 2024年第18期15-22,共8页
针对新型静电监测技术应用于滚动轴承故障诊断时,静电信号易受干扰、故障识别率偏低的问题,提出了一种基于贝叶斯优化(BO)与支持向量机(SVM)相结合的滚动轴承故障静电信号识别方法。首先,通过搭建的静电仿真试验平台,采集轴承高速下不... 针对新型静电监测技术应用于滚动轴承故障诊断时,静电信号易受干扰、故障识别率偏低的问题,提出了一种基于贝叶斯优化(BO)与支持向量机(SVM)相结合的滚动轴承故障静电信号识别方法。首先,通过搭建的静电仿真试验平台,采集轴承高速下不同磨损状态的静电信号,根据时域特征参数选取不同工况下的特征集;再对该模型最小误差的超参数进行选取,达到完成诊断模型训练的效果,用训练后混淆矩阵结果来评估各个模型的诊断精度。研究结果表明,本方法对静电监测下不同故障特征的轴承均具有一定识别能力,贝叶斯优化算法可以有效提高识别效率,其平均识别准确率可达98.82%。 展开更多
关键词 滚动轴承 故障识别 静电监测 支持向量机 贝叶斯优化
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一种自适应选取参数的改进变分模态分解方法 被引量:1
19
作者 李志强 李德文 +2 位作者 左洪福 蔡景 张营 《机电工程》 CAS 北大核心 2024年第6期980-991,共12页
针对传统的变分模态分解(VMD)方法中模态数和惩罚参数难以确定的问题,提出了一种自适应选取参数的改进变分模态分解方法。首先,综合考虑了故障的冲击性和周期性特点,以Gini指数和谱峰比指标为基础构建了加权谱峰比(WSPR)指标;然后,采用... 针对传统的变分模态分解(VMD)方法中模态数和惩罚参数难以确定的问题,提出了一种自适应选取参数的改进变分模态分解方法。首先,综合考虑了故障的冲击性和周期性特点,以Gini指数和谱峰比指标为基础构建了加权谱峰比(WSPR)指标;然后,采用非洲秃鹫优化算法(AVOA)进行了寻优,得到了最佳的模态数和惩罚参数组合,克服了人为主观选择参数的弊端;最后,在VMD分解信号后,利用加权谱峰比最大原则自适应选取了敏感内涵模态分量,对最佳IMF进行了包络解调分析,提取了滚动轴承早期故障特征,利用仿真信号、单一故障滚动轴承试验信号及复合故障滚动轴承试验信号对所述方法进行了验证。实验结果表明:该方法可以准确地提取出仿真信号的故障频率(100 Hz)、单一故障信号的故障频率(236.4 Hz)和复合故障信号的故障频率(内圈故障频率149.14 Hz、外圈故障频率86.39 Hz),并且在与其他方法和指标的对比中,其最佳IMF的包络谱图中故障特征频率及其倍数频的谱峰更加明显,准确率更高且鲁棒性更强。研究结果表明:该方法能够有效提取轴承早期故障信号的微弱特征,实现故障类型准确识别的目的。 展开更多
关键词 滚动轴承 早期故障诊断 变分模态分解 模态数 惩罚参数 非洲秃鹫优化算法 加权谱峰比指标
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基于HOG和SVM算法的磨粒图像在线监测技术 被引量:5
20
作者 王涵 左洪福 +2 位作者 刘珍珍 费航 刘岩 《南京航空航天大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1152-1158,共7页
为了解决发动机润滑油液磨粒图像监测只适用于微流且易受气泡干扰等问题,设计了一种可适用于相对大流量工作环境的油液磨粒光学图像在线监测系统,区分气泡和磨粒。通过该监测系统,批量采集了一系列磨损颗粒和气泡图片,用于后续图像分类... 为了解决发动机润滑油液磨粒图像监测只适用于微流且易受气泡干扰等问题,设计了一种可适用于相对大流量工作环境的油液磨粒光学图像在线监测系统,区分气泡和磨粒。通过该监测系统,批量采集了一系列磨损颗粒和气泡图片,用于后续图像分类算法的训练与测试。采用了一种基于背景差分和大津法的运动物体提取算法提取出大量磨粒及气泡图像样本,运用基于方向梯度直方图(Histogram of oriented gradients,HOG)进行特征提取和支持向量机(Support vector machine,SVM)分类算法对气泡和磨粒进行识别。实验结果表明,该监测系统能有效采集磨粒及气泡图像并进行自动识别。与基于形态学特征提取算法以及K最近邻(K⁃nearest neighbor,KNN)等传统分类算法相比,HOG⁃SVM算法分类精度更高,识别准确率可达83.8%。 展开更多
关键词 滑油系统 磨粒监测 气泡识别 图像在线监测 方向梯度直方图
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