飞机机电系统部件健康状态在线估计方法研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dezhouhaote6600
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
飞机机电系统是飞机核心系统之一,其安全运行是保障飞机正常飞行和乘员安全的必要条件。飞机机电系统安全运行的重要前提是组成飞机机电系统的机电部件(以下简称“飞机机电系统部件”)处于健康状态。但是飞机机电系统部件具有结构复杂、使用频繁、运行工况时变等特点,当其健康状态退化到一定程度,将导致飞机出现更严重的损伤,轻则造成飞机运维成本增加,重则引发飞机安全事故。健康状态在线估计是评估飞机机电系统部件的健康状态能否满足飞行任务保障要求,并为飞机机电系统部件视情维修提供决策参考的有效手段之一。它是指针对研究对象状态监测数据与健康状态表征参量映射关系以及健康状态表征参量演变规律进行研究,以实现健康状态表征参量在线估计的过程。在飞机机电系统部件在线运行过程中,其健康状态的退化过程往往较为复杂,主要体现在:(1)健康状态表征参量难以直接在线监测;(2)运行工况时变;(3)多失效模式耦合。复杂的退化过程使得飞机机电系统部件健康状态在线估计方法的性能,难以满足飞行任务保障和飞机机电系统部件视情维修需求。因此,本课题拟开展飞机机电系统部件健康状态在线估计方法研究,主要研究工作包括如下四个方面:(1)在机理模型能够反映部件间接监测数据和健康状态表征参量映射关系条件下,针对基于多元线性回归的在线间接健康因子构建方法中存在的自变量系数不稳定问题,提出一种基于机理模型的特征融合在线间接健康因子构建方法。在利用机理模型分析法从间接监测数据中提取多个性能退化特征基础上,使用弹性网络回归方法实现性能退化特征融合,通过正则化手段实现自变量系数的收缩,降低性能退化特征与健康状态表征参量之间强相关性对于自变量系数的影响,进而实现此类条件下飞机机电系统部件在线间接健康因子性能的提升。实验结果表明,所提方法可实现具有稳定自变量系数的在线间接健康因子构建,对此类条件下飞机机电系统部件健康状态的表征能力优于同类方法,具有较好的可解释性和精度性能。(2)在机理模型难以反映部件间接监测数据和健康状态表征参量映射关系条件下,针对基于多元线性回归的在线间接健康因子构建方法中存在的最优自变量子集难以确定问题,提出一种基于数据驱动的特征融合在线间接健康因子构建方法。在利用数据驱动方法从间接监测数据中提取多个性能退化特征基础上,使用逐步线性回归方法实现性能退化特征融合,通过统计检验筛选手段实现最优自变量子集的选择,降低性能退化特征与健康状态表征参量之间相关性不确定性对于自变量子集的影响,进而实现此类条件下飞机机电系统部件在线间接健康因子性能的提升。实验结果表明,所提方法可实现具有最优自变量子集的在线间接健康因子构建,对此类条件下飞机机电系统部件健康状态的表征能力优于同类方法,具有较好的可解释性和精度性能。(3)针对面向时变工况的强跟踪滤波自适应维纳过程健康状态在线估计方法中,存在的估计模型与突变间接健康因子难以匹配问题,提出一种工况突变影响抑制自适应健康状态在线估计方法。首先,设计基于状态空间模型的自适应健康状态在线估计模型,利用自适应维纳过程的递归更新能力,将历史间接健康因子数据,融入到健康状态在线估计模型中,在此基础上,通过所提饱和跟踪滤波方法,抑制工况突变引起的健康状态在线估计模型参数突变,保持自适应健康状态在线估计模型与突变间接健康因子的匹配性,进而实现自适应健康状态在线估计性能提升。实验结果表明,所提方法可实现具有工况突变影响抑制能力的自适应健康状态在线估计模型构建,与同类健康状态在线估计方法相比,具有工况突变影响抑制能力强、估计误差小的特点。(4)针对面向多失效模式耦合的Copula函数健康状态在线估计方法中,存在的估计模型与缓变间接健康因子难以匹配问题,提出一种多失效模式耦合缓变影响抑制融合健康状态在线估计方法。首先,设计基于联合概率分布的融合健康状态在线估计模型,利用Copula函数的概率融合能力,实现多失效模式间接健康因子联合概率分布函数求解,在此基础上,通过所提线性比例因子,抑制耦合关系变化引起的健康状态在线估计模型参数偏移,保持融合健康状态在线估计模型与缓变间接健康因子的匹配性,进而实现融合健康状态在线估计性能提升。实验结果表明,所提方法可实现具有多失效模式耦合缓变影响抑制能力的融合健康状态在线估计模型构建,与同类健康状态在线估计方法相比,具有耦合关系变化影响抑制能力强、估计误差小的特点。
其他文献
Ti-6Al-4V合金具有优异的加工性能、机械性能和生物相容性,且生物毒性较低,常被用作骨替代材料。然而它的性质和结构与骨相差很大,界面容易出现微动,且在体液环境中易发生摩擦腐蚀,产生金属碎屑导致炎症。此外,Ti-6Al-4V合金杨氏模量远高于皮质骨,植入后会产生“应力屏蔽”,诱发骨质疏松症。本文针对钛合金生物惰性和耐蚀性不足以及过高的弹性模量,采用微弧氧化法构建了适合3D打印多孔钛合金支架的生物
表面损伤检测是光学表面质量评价的重要量化手段之一。近年来,国内外开展了大量的表面损伤自动化检测技术的研究,当前自动化检测中存在的关键技术问题主要有两方面:一方面,当前检测标准中的表面损伤的尺寸为微米量级,其检测量级介于微观显微检测与宏观高分辨成像之间,是一种弱散射检测过程,目前行业内的检测技术缺少针对这一量级的高效变通的检测方法,存在分辨率过剩与视场小的问题;另一方面,在实际应用中,暴露在空气中的
以传统陶瓷颗粒、晶须为增强体的铝基复合材料在获得弹性模量及强度显著提升的同时,塑性急剧降低,难以获得良好的强度-塑性匹配。以二维柔性石墨烯纳米片(Graphene Nano Platelets,GNPs)作为铝基复合材料的增强体,有望解决这一问题。本文着眼于石墨烯纳米片增强铝基复合材料的批量化制备,针对球磨过程中石墨烯纳米片的分散与结构损伤平衡的难题,开展基于球磨工艺的石墨烯纳米片增强铝基复合材料
我国北方大部分地区冬季水源水存在水温低、低温持续时间长的特点,有效去除低温水源水中氨氮一直是北方地区的难题。课题组前期研究中筛选获得了可在2℃有效去除水源水中氨氮的低温异养硝化菌HITLi 7T,采用生物强化技术将其构建生物增强活性炭(BEAC)工艺,应用处理实际低温地下水和低温地表水时,处理效果差异显著,处理6~8℃的地下水时,氨氮去除率明显优于地表水。除温度影响外,地下水与地表水中均缺少可生物
维利西呱(vericiguat)是由默沙东和拜尔两家公司联合研发的一种可溶性鸟苷酸环化酶(soluble guanylate cyclase, sGC)激动剂,于2021年1月19日经美国食品药品监督管理局(FDA)批准上市,商品名为Verquvo, 用于恶性慢性心力衰竭和左心室射血分数降低患者的治疗,能够降低患者因心血管死亡和心衰再次住院的风险[1]。维利西呱为口服片剂,有2.5、5、10
期刊
反应烧结碳化硅(RB-SiC)因其具备较大的比刚度和热稳定性,能够满足大尺寸镜体制备对复杂轻量化结构设计和近净尺寸成形的要求,成为当前国内外大口径轻量化空间光学镜体制备最理想的材料,并成功应用于各类天基和地基反射镜镜体的制备中。由于空间光学对成像质量的要求,这类大口径SiC反射镜的镜面通常要求加工成球面或非球面的形状。但RB-SiC固有的高硬度和脆性决定了其非球面加工只能采用自锐性较好的树脂基砂轮
随着航空航天技术的发展,大量高分辨率对地观测数据变得容易获取。如何将这些数据在有限的人力物力的条件下精确地解译为所需要的地物信息,是我国发展地理信息产业的关键点之一。在遥感信息解译任务中,传统的有监督学习需要从待解译图像(目标域)中事先获得一部分高质量的样本标签。这样不仅费时费力,而且不可能具备实时解译能力。在实际应用中,大量已经标注好的遥感数据(源域)很容易获得且没有任何额外成本。本文的主要研究
n型Mg3Sb2基热电材料因复杂晶体结构而具有较低晶格热导率,是极具发展潜力的中温热电材料。但高浓度Mg空位导致载流子迁移率低,功率因子和热电优值有待提高。因此,本文主要通过调控载流子的散射以提高载流子迁移率从而提高功率因子,通过构建多孔结构增强声子散射以进一步降低热导率,提高热电优值。采用X射线衍射仪、中子衍射谱仪、球差校正透射电子显微镜、Hall效应测量系统、Seebeck系数/电导率测试系统
肽是生命活动的重要组成物质,精氨酸(Arg)作为一种人体必需的氨基酸,是肽的基本结构单元,因此对其结构的研究具有非常重要的意义。质谱是研究肽离子结构的有效手段,但由于含有精氨酸的肽离子易发生环化和重排,导致质谱产生偏差,无法实现准确测定。本论文通过对含有精氨酸肽离子解离位点、碰撞过程和能量转移效率的研究,获得了含有精氨酸肽离子的动力学机理,为质谱鉴定肽离子结构及精氨酸对表面的修饰提供了重要的理论支
高频地波雷达(High Frequency Surface Wave Radar,HFSWR)利用垂直极化的电磁波(3-30 MHz)绕海面传播衰减小的特点,可实现对海面的全天时、全天候、大范围和超视距的连续监测,雷达系统成本低、易维护,是实现海洋环境立体监测的重要手段。相较于岸基HFSWR,船载HFSWR机动灵活、生存能力强,而且进一步扩大了对海洋监测的范围,是今后的部署趋势,其在军用领域的海上