一种航空发动机转子轴承系统故障诊断方法技术方案

本发明专利技术公开了一种航空发动机转子轴承系统故障诊断方法，根据转子机理模型设计一种多设计自由度的事件触发区间观测器，在残差区间生成过程中引入更符合实际的性能指标并转化为线性矩阵不等式约束条件下的凸优化问题，使新型事件触发区间观测器具有最优的未知干扰鲁棒性和早期不对中故障敏感度，通过转子

【技术实现步骤摘要】
一种航空发动机转子轴承系统故障诊断方法


[0001]本专利技术属于智能系统技术应用领域，特别涉及了一种航空发动机转子轴承系统故障诊断方法。

技术介绍

[0002]随着航空发动机的飞速发展，航空器变得更快、更高、更远。然而，航空发动机的复杂性以及本身长时间的运行，会使故障发生频率逐渐增高，带来不可挽回的后果。由于航空发动机是致使航空器最长停机与最大经济损失的原因之一。因此，针对航空发动机的故障诊断十分重要。目前，越来越多的研究小组关注航空发动机的故障诊断技术。如何对转子
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轴承系统进行在线的状态监测和快速准确的故障检测已成为旋转机械智能维护的研究热点之一。
[0003]在航空发动机中，转子
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轴承传动系统犹如“大动脉”承担动力和运动传输，长期运行，精度下降，故障频发，转子
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轴承系统不对中故障在初始阶段容易发生。转子
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轴承系统不对中故障是指本应同轴的转子，实际运行中轴心线出现偏移。轴心线的偏移会引起航空发动机整机振动磨损，影响航空器的正常运行。由于转子
‑<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种航空发动机转子轴承系统故障诊断方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：将含有故障的转子
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轴承系统简化为振动模型，然后通过牛顿第二定律得到转子
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轴承系统不对中故障的动力学模型；步骤2：根据转子
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轴承系统不对中故障的动力学模型，设计一个多设计自由度的新型事件触发区间观测器；步骤3：在新型事件触发区间观测器的残差区间生成过程中引入更加符合实际的l1/H
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性能指标，来验证新型事件触发区间观测器中残差区间的未知干扰鲁棒性以及转子早期不对中故障敏感度；步骤4：证明新型事件触发区间观测器中ΨA
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LC和的非负定，从理论上验证新型事件触发区间观测器的可行性；步骤5：根据l1和H
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性能指标进行优化计算求得步骤2观测器中参数最优解，使得残差区间具有最好的干扰鲁棒性、故障敏感度；步骤6：比较残差区间和原点位置来在线检测转子
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轴承系统故障是否发生。2.根据权利要求1所述的故障诊断方法，其特征在于：所述的步骤1中，包括：步骤1.1：根据牛顿第二定律建立转子
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轴承系统不对中微分方程；得到如下式子：其中，为x方向二阶导数，为x方向一阶导数，为y方向二阶导数，为y方向一阶导数，x和y方向的位移响应，一阶导数是速度，二阶导数是加速度，m为联轴器质量，c为转子在轴承处的阻尼系数，k为弹性轴的刚度，e为质量偏心，ω为转速，t为时间，P
x
和P
y
分别为圆盘处x方向和y方向的碰摩力，F
xc
和F
yc
分别为转子在x方向和y方向收到的激振力，g为重力加速度；步骤1.2：将转子
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轴承系统不对中微分方程转化为状态方程；其中，d为未知干扰项，f为不对中故障信号，Λ为常数项，未知干扰项的矩阵系数，不对中故障的矩阵系数，y(k)为输出信号，步骤1.3：通过零阶保持器对周期采样的状态方程建立转子
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轴承系统不对中故障的动力学模型；
其中，Z(k+1)为下一时刻的状态，矩阵A，D，F，C是由矩阵通过零阶保持器得到的。3.根据权利要求1所述的故障诊断方法，其特征在于：所述的步骤2中，包括：步骤2.1：建立事件触发器，让输出信号在满足特定条件下才可以将测量的输出信号传输到故障检测区间观测器中；其中，和η＞0为事件触发参数，y(k)是输出信号，y
T
(k)是输出的转子，是事件触发...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭瑾，赵月，庄园园，刘蓟南，于晓文，陈宇洋，杨刚，陈昌平，
申请(专利权)人：沈阳工学院，
类型：发明
国别省市：