随机共振在民航发动机转子振动分析中的应用

发布时间：2017-08-11 05:13

  本文关键词：随机共振在民航发动机转子振动分析中的应用

  更多相关文章： 民航发动机 双稳随机共振 微弱信号 转子振动信号 非周期随机共振 C/S开发模式

【摘要】：微弱信号检测常常受噪声干扰,加大了信号提取难度。因此,噪声往往被视为有害无益的东西。与传统的简单地将噪声祛除的方法不同,随机共振是在一定的非线性条件下,由微弱信号和噪声共同作用而引发的非线性系统输出增强的现象。民航发动机是旋转动力机械的典型代表,其核心部件转子系统会由于设计、制造、装配等原因引发振动,且振动因素多种多样。为有效降低噪声对民航发动机转子振动信号提取的干扰,提高转子振动信号提取的准确性,将随机共振用于转子振动信号的处理。民航发动机转子振动信号属于非周期信号,并非随机共振通常处理的周期信号。介绍了通过互相关测量方法和信息理论的测度方法(平均互信息量)引出的非周期随机共振理论,将随机共振的应用范围由微弱周期信号扩展至非周期信号。并考虑到实际工程应用中的发动机转子振动信号中的噪声并不是已知且时不变的,采用调节双稳系统结构参数的方式来实现随机共振。研究了双稳随机共振的仿真算法,利用MATLAB进行仿真实验。实现了对单台和多台发动机转子振动信号的随机共振处理,成功获得了高、低压转子的随机共振输出波形。双稳随机共振能有效提取发动机转子振动信号,并在强噪声条件下的转子振动信号提取中具有突出优势,且能监测到振动数据采集时的短时失效现象,较好地反应了转子的真实振动情况。考虑到有些情况下一层随机共振还不能提取出发动机转子振动信号的最佳输出波形,对发动机转子振动信号还进行了多层随机共振处理,得到根据需要选择随机共振层数的结论。采用客户端/服务器开发模式,用Microsoft SQL Sever 2008搭建了发动机转子随机共振分析系统的数据库,SQL Sever 2008所用服务器为本地服务器。用Microsoft Visual Studio 2010开发了发动机转子随机共振分析系统应用程序。客户端与服务器的连接具体而言即为应用程序与数据库的连接,本系统主要通过ADO.NET访问数据库。C++客户应用程序通过本地服务器连接SQL Server 2008的数据库,访问所需的发动机转子振动数据信息。发动机转子振动随机共振分析系统R1.0能实现对多台发动机的多层随机共振处理。而且界面简洁、操作方便,具有推广应用于工程实际的前景。
【关键词】：民航发动机 双稳随机共振 微弱信号 转子振动信号 非周期随机共振 C/S开发模式
【学位授予单位】：中国民航大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V231.92
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-18
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 随机共振的提出与初始发展12-13
• 1.3 随机共振国内外研究现状13-16
• 1.3.1 随机共振理论研究13-15
• 1.3.2 随机共振实验研究15
• 1.3.3 随机共振应用研究15-16
• 1.4 随机共振应用于发动机转子振动信号处理的研究现状16-17
• 1.5 本文主要研究内容17-18
• 第2章 随机共振理论基础18-35
• 2.1 双稳系统18-31
• 2.1.1 朗之万方程19-20
• 2.1.2 双稳系统中的噪声20-21
• 2.1.3 微弱单频周期信号双稳系统的随机共振模型21-26
• 2.1.4 两态模型26-30
• 2.1.5 非周期随机共振理论（Aperiodic Stochastic Resonance，ASR）30-31
• 2.2 参数调节随机共振31-32
• 2.3 多层双稳随机共振32-34
• 2.4 双稳随机共振算法仿真34-35
• 第3章 随机共振在民航发动机转子振动信号中的应用35-48
• 3.1 单台发动机转子振动信号随机共振实验35-41
• 3.1.1 单台发动机高、低压转子振动信号随机共振的实现36-38
• 3.1.2 强噪声背景下单台发动机转子振动信号随机共振38-39
• 3.1.3 出现数据坏点时的单台发动机转子随机共振39-41
• 3.1.4 单台发动机转子随机共振实验结果分析小结41
• 3.2 多台发动机转子振动信号随机共振试验41-45
• 3.2.1 多台发动机低压转子振动信号随机共振42-44
• 3.2.2 多台发动机高压转子振动信号随机共振44-45
• 3.3 多台发动机转子振动信号多层随机共振试验45-48
• 3.3.1 多台发动机低压转子振动信号多层随机共振45-46
• 3.3.2 多台发动机高压转子振动信号多层随机共振46-48
• 第4章 发动机转子随机共振分析系统应用程序开发48-55
• 4.1 发动机转子随机共振分析系统开发与运行环境48-49
• 4.2 发动机转子随机共振分析系统开发模式49
• 4.3 发动机转子随机共振分析系统数据库构建49-51
• 4.4 发动机转子随机共振分析系统应用程序51-55
• 4.4.1 发动机转子随机共振分析系统的客户端登录界面51
• 4.4.2 发动机转子随机共振分析系统R1.051-55
• 第5章 结论与展望55-58
• 5.1 结论55-56
• 5.2 展望56-58
• 参考文献58-63
• 致谢63-64
• 作者简介64

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 任立通;谢寿生;胡金海;余坚;王磊;苗卓广;;基于稳定约束的自适应随机共振转子故障检测方法[J];推进技术;2013年10期

2 冷永刚;赵尔华;石鹏;张莹;;二维随机共振参数调节的图像处理[J];天津大学学报;2011年10期

3 王国富;张海如;张法全;叶金才;;时频展缩随机共振用于航空发动机转子故障检测[J];航空动力学报;2011年03期

4 马建仓;石庆斌;程存虎;赵述元;;航空发动机转子振动信号的分离测试技术[J];振动、测试与诊断;2009年01期

5 王仲生;姜洪开;徐一艳;;发动机转子系统早期故障智能诊断[J];航空学报;2009年02期

6 王仲生;黎伟;;发动机转子系统早期故障特征提取方法[J];推进技术;2006年02期

7 孙水发;仇佩亮;;基于参数导引随机共振的数字水印算法[J];通信学报;2005年12期

8 冷永刚,王太勇,郭焱,范胜波,王永强;基于双稳类随机共振的信息检测[J];电子与信息学报;2005年05期

9 岳建海,曾凡仔,裘正定;双稳系统噪声特性的分析与弱信号检测的研究[J];计量学报;2005年01期

10 刘军,李光,刘世龙,陈裕泉;感觉系统检测弱信号的随机共振现象[J];航天医学与医学工程;2004年05期

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 张莹;随机共振信号恢复机理与方法研究[D];天津大学;2010年

2 冷永刚;大信号变尺度随机共振的机理分析及其工程应用研究[D];天津大学;2004年

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 陈松霆;航空双转子发动机的振动响应分析[D];天津大学;2012年

，

本文编号：654366