航空發(fā)動(dòng)機(jī)靜電監(jiān)測(cè)技術(shù)

第1章 緒論... 1
1.1 健康管理與監(jiān)測(cè)技術(shù)... 1
1.1.1 航空發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與診斷的意義... 2
1.2航空發(fā)動(dòng)機(jī)氣路狀態(tài)監(jiān)測(cè)與診斷技術(shù)現(xiàn)狀... 3
1.2.1 現(xiàn)有的航空發(fā)動(dòng)機(jī)氣路狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)... 3
1.2.2 現(xiàn)有監(jiān)測(cè)技術(shù)的不足... 4
1.3氣路靜電監(jiān)測(cè)技術(shù)歷史與現(xiàn)狀... 5
1.3.1 國(guó)外靜電監(jiān)測(cè)技術(shù)研究狀況... 5
1.3.2 國(guó)內(nèi)靜電監(jiān)測(cè)技術(shù)研究狀況... 9
1.4本書的主要內(nèi)容... 9
第二章 航空發(fā)動(dòng)機(jī)氣路靜電監(jiān)測(cè)技術(shù)原理... 10
2.1航空發(fā)動(dòng)機(jī)氣路顆粒物來源... 10
2.1.1 碳煙顆粒形成... 10
2.1.2 氣路中異常顆粒的產(chǎn)生... 11
2.2航空發(fā)動(dòng)機(jī)氣路顆粒荷電機(jī)理... 12
2.2.1固體的荷電機(jī)理... 12
2.2.2 燃燒室內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)... 15
2.2.3正負(fù)離子的形成過程... 16
2.3發(fā)動(dòng)機(jī)氣路電荷水平構(gòu)成及影響因素... 20
2.4 發(fā)動(dòng)機(jī)氣路碎片監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成... 20
2.5航空發(fā)動(dòng)機(jī)氣路靜電監(jiān)測(cè)技術(shù)原理... 21
2.5.1 EDMS原理... 21
2.5.2 EDMS信號(hào)特征參數(shù)和參考基準(zhǔn)線... 22
2.6 小結(jié)... 23
第三章 靜電傳感器的設(shè)計(jì)、測(cè)量模型及特性分析... 24
3.1傳感器概述... 24
3.2靜電傳感器原理及設(shè)計(jì)... 25
3.2.1 靜電傳感器原理及分類... 25
3.2.2 靜電傳感器的設(shè)計(jì)... 27
3.3靜電傳感器探極的測(cè)量模型... 29
3.3.1靜電傳感器探極靜電場(chǎng)描述... 29
3.3.2靜電傳感器探極的感應(yīng)電荷求解方法... 30
3.3.3感應(yīng)電荷有限元求解方法... 34
3.4靜電傳感器探極靈敏度影響因素分析... 39
3.4.1 傳感器探極半徑對(duì)靈敏度分布的影響... 40
3.4.2絕緣層介電常數(shù)對(duì)靈敏度分布的影響... 42
3.4.3 絕緣層厚度的影響... 44
3.5靜電傳感器探極的空間感應(yīng)場(chǎng)分析... 47
3.5.1 靜電傳感器探極的空間靈敏度分布函數(shù)... 47
3.5.2 靜電傳感器探極的空間濾波效應(yīng)... 52
3.6探極頻率響應(yīng)特性及影響因素分析... 54
3.6.1 頻率響應(yīng)特性... 54
3.6.2 探極頻率特性影響因素分析... 55
3.7靜電傳感器前置放大器設(shè)計(jì)... 56
3.7.1 前置放大器的噪聲分析... 57
3.7.2 抗干擾的方法... 59
3.7.3 前置放大器的設(shè)計(jì)... 60
3.8靜電傳感器輸出信號(hào)的影響因素分析... 63
3.8.1 顆粒運(yùn)動(dòng)速度對(duì)傳感輸出信號(hào)的影響分析... 64
3.8.2 多荷電顆粒的頻率響應(yīng)分析... 65
3.9實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證... 67
3.9.1傳感器靈敏度驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)... 68
3.9.2 距離傳感器位置的影響... 70
3.9.3 軸向位置的影響... 71
3.9.4 顆粒速度的影響... 71
3.9.5 單個(gè)顆粒和連續(xù)顆粒產(chǎn)生信號(hào)的頻譜分析... 72
3.10小結(jié)... 73
第四章 靜電監(jiān)測(cè)信號(hào)處理以及特征提取方法... 74
4.1 基于小波分析的靜電監(jiān)測(cè)信號(hào)去噪方法研究... 74
4.1.1 小波分析的基本概念... 74
4.1.2 常用的小波降噪方法... 76
4.1.3中值濾波和小波閾值濾波相結(jié)合的降噪方法... 77
4.1.4降噪實(shí)例對(duì)比... 78
4.2 基于獨(dú)立分量分析的靜電監(jiān)測(cè)信號(hào)去噪方法研究... 80
4.2.1 ICA算法簡(jiǎn)介... 81
4.2.2 FASTICA算法原理... 81
4.2.3 FASTICA算法的預(yù)處理... 82
4.2.4 基于EMD的參考信號(hào)構(gòu)造方法... 83
4.2.5 基于EMD的ICA降噪步驟... 84
4.2.6 基于ICA的信號(hào)降噪實(shí)例... 85
4.3 降噪效果評(píng)價(jià)... 85
4.4 小結(jié)... 87
第五章 航空發(fā)動(dòng)機(jī)氣路異常顆粒識(shí)別方法... 87
5.1 靜電監(jiān)測(cè)信號(hào)特征提取研究... 88
5.1.1靜電監(jiān)測(cè)信號(hào)的時(shí)域特征... 88
5.1.2靜電監(jiān)測(cè)信號(hào)的頻域特征分析... 88
5.2 基于粗糙集神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的異常顆粒識(shí)別方法研究... 91
5.2.1粗糙集神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的構(gòu)建... 91
5.2.2連續(xù)數(shù)據(jù)的離散... 92
5.2.3 基于遺傳算法的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化... 93
5.2.4產(chǎn)生用于規(guī)則提取的樣本... 96
5.3 分類知識(shí)規(guī)則獲取... 96
5.4 實(shí)例驗(yàn)證與應(yīng)用... 97
5.4.1 實(shí)例驗(yàn)證... 97
5.4.2知識(shí)獲取模型在靜電監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用... 97
5.5 小結(jié)... 99
第六章 航空發(fā)動(dòng)機(jī)氣路靜電監(jiān)測(cè)技術(shù)模擬實(shí)驗(yàn)... 100
6.1 氣路模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)配置... 100
6.1.1實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)構(gòu)成組件... 100
6.1.2 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)組件功能介紹... 101
6.2管道內(nèi)顆粒運(yùn)動(dòng)速度的估計(jì)... 101
6.3 傳感器可行性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)... 102
6.3.1 常溫環(huán)境下實(shí)驗(yàn)... 102
6.3.2 傳感器的耐高溫實(shí)驗(yàn)... 102
6.3.3高溫環(huán)境模擬實(shí)驗(yàn)... 103
6.4 典型工況模擬及顆粒特征分析實(shí)驗(yàn)... 103
6.4.1細(xì)小碳煙顆粒產(chǎn)生的感應(yīng)信號(hào)特征分析... 104
6.4.２燃燒系統(tǒng)故障模擬實(shí)驗(yàn)... 105
6.4.3碰摩故障模擬實(shí)驗(yàn)... 105
6.5小結(jié)... 106
第七章　航空發(fā)動(dòng)機(jī)靜電監(jiān)測(cè)技術(shù)臺(tái)架實(shí)驗(yàn)... 107
1.1 7.1實(shí)驗(yàn)環(huán)境與方案... 107
1.1.1 7.1.1　發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架... 107
1.1.2 試車程序... 108
1.1.3 實(shí)驗(yàn)方案... 110
1.1.4 一些必要的說明... 110
1.2 7.2　靜電監(jiān)測(cè)信號(hào)影響因素分析... 113
1.3 功率對(duì)靜電監(jiān)測(cè)信號(hào)的影響... 114
1.3.1 時(shí)域... 114
1.3.2 特征參數(shù)的影響... 115
1.4 燃燒效率衰退對(duì)信號(hào)的影響... 118
1.4.1 燃燒效率的計(jì)算方法... 119
1.4.2 焓增法... 119
1.4.3 本文采用的計(jì)算方法... 120
1.4.4 燃燒效率衰退對(duì)靜電監(jiān)測(cè)信號(hào)的影響... 120
1.5 特征參數(shù)基準(zhǔn)線的確定... 121
1.6 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證——檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)水洗... 123
1.6.1 水洗對(duì)靜電時(shí)域信號(hào)的影響... 123
1.6.2 對(duì)特征參數(shù)的影響... 124
1.6.3 趨勢(shì)分析... 125
1.6.4 靜電特征基準(zhǔn)線驗(yàn)證... 127
1.7 小結(jié)... 129
7.2未來工作展望... 130
第八章　靜電監(jiān)測(cè)技術(shù)在油路和磨損監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用... 132
8.2 油液磨粒荷電機(jī)理分析... 133
8.3 油液靜電監(jiān)測(cè)傳感器特性... 134
8.4油液靜電監(jiān)測(cè)實(shí)例分析 134