文档介绍：中图分类号: 论文编号:1028702-12-S060
学科分类号:082502
硕士学位论文
航空发动机传感器故障诊断及信号
重构
研究生姓名赵文博
学科、专业航空宇航推进理论与工程
研究方向传感器故障诊断
指导教师叶志锋教授
南京航空航天大学
研究生院能源与动力学院
二О一一年十二月
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
The Graduate School
College of Energy and Power Engineering
Research on Aircraft Engine Sensor Fault
Diagnosis and Signal Reconstruction
A Thesis in
Aerospace Propulsion Theory and Engineering
By
Zhao Wenbo
Advised by
Professor Ye Zhifeng
Submitted in Partial Fulfillment
Of the Requirements
for the Degree of
Master of Engineering
December,2011
承诺书
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(保密的学位论文在解密后适用本承诺书)
作者签名:
日期:
南京航空航天大学硕士论文
摘要
在航空技术不断深入发展过程中,发动机控制系统愈发复杂。因此,对控制系统故障的
及时诊断及容错控制越发重要。针对此问题,本文以某型航空发动机为例,重点研究发动机
传感器故障诊断、隔离并重构故障信号技术。
首先在发动机非线性模型的基础上,应用拟合法得到相应状态的发动机线性状态空间模
型,并在此基础上,为满足发动机状态大范围变化的需要,设计了发动机大偏差模型。其次,
在发动机线性模型基础上,结合卡尔曼滤波理论及常值增益滤波器原理,设计了基于一组卡
尔曼滤波器的发动机传感器故障诊断系统,实现了在稳态或动态情况下,对单一或多重传感
器突变及漂移故障的检测、隔离、重构。
针对本文应用的故障诊断方法,基于某型发动机进行了仿真。仿真结果表明,应用基于
卡尔曼滤波器组的故障诊断方法可以及时、准确地对传感器软硬故障进行检测、隔离及重构,
验证了所设计的容错控制系统的容错效果。
关键词:航空发动机,卡尔曼滤波器,传感器故障诊断,容错控制,信号重构
I
航空发动机传感器故障诊断与信号重构
ABSTRACT
With the development of aircraft technology, the engine control system is more and more
complicated. So it es more and more importance, diagnosing accurately fault in time and the
fault tolerant control system of aircraft engine. For this purpose, the approaches to detect and iso-
late sensor fault, reconstruct fault signal is proposed.
Firstly, based on the nonlinear aero-engine model, the fitting method was adopted to get the
linear state variable model. On this basis, for the large-scale changes of engine conditi