一种航空发动机传感器故障诊断方法.pdf

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1、第27卷第10期传感技术学报V01．27No．102014年10月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORS0ct．2014AKindofApproachforAero·EngineSensorFaultDiagnosisHUANGQiang一，WANGJian，ZHANGGuigang(1．InstituteofAutomation，ChineseAcademyofSciences，Beifing100190，China；2．DepartmentofAutomation，Universi

2、tyofScienceandTechnologyBeijing，Beijing100083，China)Abstract：Inordertodiagnoseaero—enginesensors’faultsaccuratelyandquicklytheenginesensors’hardfaultdi—，agnosisofconstantdeviation，constantgain，stuckareachievedwiththeresidualtestfaultdiagnosismodu1ebasedonKalman

3、filter．ThemoduleisdesignedinSimulink．Thereisabigdelayindetectionofsoftfaultwithtraditionalre．sidualtestmethodbasedonKalmanfilter，SOtheimprovedmethodisadoptedtodetectfaultandcomparedwiththetraditionalmethod．Simulationresultshowthatthetraditionalresidua1testmetho

4、dbased0nKalmanfiltercanefiec—tivelydiagnoseseveraltypicalaero—enginesensors’hardfaults，butitisinsensitivetosoftfaultdetection．Theim—provedmethodcanacceleratethespeedofdetectionandachieveagoodperformance．Keywords：MeasuringandTestingTechnologiesandInstruments；fau

5、ltdiagnosis；Kalmanfilter；residualtest；aero—enginesensorEEACC：7210；7230doi：10．3969／j．issn．1004-1699．2014．10．003一种航空发动机传感器故障诊断方法木黄强，王健，张桂刚(1．中国科学院自动化研究所，北京100190；2．北京科技大学自动化系，北京100083)摘要：为了对航空发动机传感器故障作出准确快速的诊断，在Simulink中设计了基于卡尔曼滤波器的残差检验的故障诊断模块，实现发动机传感器恒偏差、恒增益、卡死故

6、障等硬故障的诊断。针对传统卡尔曼滤波器残差检验法检测缓变故障时存在较大延时的缺点，采用改进卡尔曼滤波器的残差检验法来检测故障，并与传统卡尔曼滤波器法进行比较。仿真结果表明，传统卡尔曼滤波器的残差检验法能有效地诊断航空发动机传感器的几种典型硬故障，但对于缓变故障却不敏感。改进卡尔曼滤波器的残差检验法能在一定程度上加快检测速度，取得较好的效果。关键词：测试计量技术及仪器；故障诊断；卡尔曼滤波器；残差检验；航空发动机传感器中图分类号：TP212．6文献标识码：A文章编号：1004—1699(2014)10—1315—06随

7、着全权限数字电子控制FADEC(Full态的测量数据，并且对数据进行处理，从提取的特征AuthorityDigitalEngineContro1)系统的快速发展，人数据中获得系统当前的健康状态，从而进行故障诊们对航空发动机的可靠性提出了更高的要求，因此，断，得出结果。常见的基于数据的故障诊断方法有航空发动机上部署了各种各样的传感器以监测发动模糊神经网络法¨、径向基神经网络法、相关向机的工作状况。大量发动机传感器都在强震动，高量机法]、支持向量机法等等。在基于模型的故温，高压等恶劣的环境中工作，因此，业界越来越重障诊断

8、方法中，故障诊断系统并不像基于数据的故视传感器故障的及时诊断与排除。障诊断方法那样从传感器获取表征运行状态的数故障诊断的方法有很多种，但大致可分为两类：据，因为这时系统的模型是已知的，并且系统模型已基于数据的故障诊断方法和基于模型的故障诊断方经确定了系统的状态、参数和输人／输出等之间的关法。在基于数据的故障诊断方法中，故障诊断系统系，从而可以通