航空发动机控制系统传感器故障诊断研究

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1、南京航空航天大学硕士学位论文航空发动机控制系统传感器故障诊断研究姓名：陈毅申请学位级别：硕士专业：航空宇航科学与技术（系统仿真与控制）指导教师：黄金泉20070101南京航空航天大学硕士学位论文摘要传感器故障可能导致发动机控制系统失效，建立发动机控制系统传感器故障检测、隔离与重构（FDIA）系统可以提高发动机控制系统的可靠性。本文针对航空发动机控制系统的传感器故障诊断进行研究，利用卡尔曼滤波器组，设计出传感器故障诊断系统。该系统不仅能对发动机单个传感器故障进行检测与隔离，还能重构出故障传感器的测量值，保证在传感器发生故障时控制系统能继续安全可靠地运行。利用Simuli

2、nk软件，建立了传感器故障诊断通用仿真平台，在此平台上对故障诊断系统的各项功能进行仿真验证，并分析了影响故障诊断系统性能的各种因素，提出了降低故障误诊率和漏诊率的方法。在单个故障诊断的基础上，提出双重传感器故障诊断系统的设计方法，该诊断系统能对双重传感器故障进行诊断，并通过仿真得到验证。考虑到发动机部件可能发生故障，本文还提出了一种区分传感器故障和部件故障的方法，该方法不仅提高了发动机传感器故障诊断系统的可靠性，还能对航空发动机进行状态监视和对发动机部件进行故障诊断。关键词：航空发动机，卡尔曼滤波器组，传感器故障，部件故障，故障诊断，数据重构i航空发动机控制系统传感器

3、故障诊断研究ABSTRACTThecontrolsystemofaircraftenginemaybefailedbecauseofsensorfaults,soasystemofsensorFaultsDetection,IsolationandAccommodation(FDIA)iscriticaltoensuringreliableoperationofenginecontrolsystem.UsingabankofKalmanfilters，anaircraftenginesensorfaultdiagnosticssystemisdeveloped.The

4、systemcannotonlydetectthesinglefaultedsensorbutalsoaccommodatethefaultedsensor’smeasuretoensureenginecontrolsystemoperationsafetywhenthesensorfaulthappens.AuniversalsimulationplatformforaircraftenginesensorfaultdiagnosticsisdesignedbyusingSimulinksoftware.Simulationsareperformedonthepla

5、tformtomakesurethefeasibilityofthesensorfailurediagnosticssystem.Thefactorswhichimpacttheperformanceofthefaultdiagnosticssystemareanalyzed.Methodsofreducingfalsealarmsandmisseddetectionsareproposed.Basedonthesinglesensorfaultdiagnosticssystem,anenhancedenginesensorfaultdiagnosticssystem

6、isdeveloped.Simulationresultsshowthattheenhancedsensorfaultdiagnosticssystemcanaccuratelydiagnosemultiplesensorfaultsthathappenatonetime.Inconsiderationofcomponents’faults,aneffectivemethod,whichcoulddifferentiatesensorandcomponentfault,isdevelopedonthebasisofsensorsfaultdiagnosticssyst

7、em.Itcanenhancethereliabilityofenginesensorfaultdiagnosticssystem,monitoraircraftengine’sworkingstatusanddiagnosecomponentfaults.Keywords:aircraftengine,abankofKalmanfilters,sensorfault,componentfault,faultdiagnostics,dataaccommodationii南京航空航天大学硕士学位论文图、表清单图2.1NL小扰动非线性仿真........