文档介绍：硕士学位论文

船用燃气轮机状态趋势预测算法研究
STUDY ON THE METHOD OF TENDENCY
FORECAST FOR MARINE GAS TURBINE

孟俊江

哈尔滨工业大学
2013 年 7 月
中图分类号:TK14 学校代码:10213
UDC: 62-7 密级:公开

硕士学位论文

船用燃气轮机状态趋势预测算法研究

硕士研究生: 孟俊江
导师: 徐敏强教授
申请学位: 硕士
学科: 一般力学与力学基础
所在单位: 航天学院
答辩日期: 2013 年 7 月
授予学位单位: 哈尔滨工业大学
lassified Index:TK14
UDC.: 62-7

Dissertation for the Master Degree in Engineering

STUDY ON THE METHOD OF TENDENCY
FORECAST FOR MARINE GAS TURBINE

Candidate: Meng Junjiang
Supervisor: Prof. Xu Minqiang
Academic Degree Applied for: Master of Engineering
Specialty: General Mechanics and
Fundamental Mechanics
Affiliation: School of Astronautics
Date of Oral Examination: July, 2013
University: Harbin Institute of Technology
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哈尔滨工业大学工学硕士学位论文

摘要
燃气轮机是舰船的动力系统的重要组成部分。为了保障舰船的安全航行和
执行任务,需要对燃气轮机的状态进行监测和预测。根据预测的结果对燃气轮
机进行提前维修,把故障在早期就进行控制,降低维护成本和维修费用,保障
工作人员的安全。本文主要通过对燃气轮机的状态参数进行预测,达到寿命预
测和任务执行能力预测的初步探讨。
本文首先研究了常用的几种预测算法,对其基本理论和计算公式做了深入
的推导分析,并由此进行了程序编写。并且对这几种预测算法进行了仿真验
证,分析和对比了这几种预测算法的优点和缺点以及适用的范围。
其次,为使预测具有更高的精度,本文提出了组合优选和虚拟预测的思
想,并用此思想对燃汽轮机可能出现的状态趋势做了趋势预测,验证了组合优
选和虚拟预测的可操作性和正确性,得到组合优选和虚拟预测要比直接预测更
为精确的结论。同时本文还对燃气轮机的失效机理与失效模式做出了总结,并
对在进行趋势预测之前所要进行的数据预处理和趋势检验的方法做出了总结和
仿真验证。
最后,本文根据燃气轮机整个寿命周期所出现的退化数据,得出实际运行
的燃汽轮机会出现前后期不同的退化趋势。针对这一特点本文使用 S-W 检验
和偏度检验找到了规律发生变化的转折点,使建模的数据更合理。然后本文基
于主元法,对正态和 t 分布的区间预测做了仿真验证,并对两种预测的预测区
间宽度进行了对比,得到正态分布的预测区间的宽度更低更符合我们的需要。
根据转折点检验和区间预测对压气机效率的衰退趋势做出预测,确定了压气机
的剩余寿命。另外,本文根据实际需要在基“衰退速率与转速相关”的假设下
对燃机的任务执行能力的预测做了初步的分析。

关键词:预测;燃气轮机;状态趋势;寿命
I
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文

Abstract
Gas turbine is an important part of the ship’s power system. In order to protect
the ship's safe navigation and perform tasks, we should monitoring and predict the
state of the gas turbine. According to the results predicted, we can repair the gas
turbine in advance to control fault at an early stage. It do benefit to reduce
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