随机共振在民航发动机转子振动分析中的应用

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1、硕士学位论文随机共振在民航发动机转子振动分析中的应用研究生姓名：廖恒宇导师姓名：李书明教授张莹讲师2015年5月5日分类号:V235.13密级：公开UDC：629.7学号：1201020中国民航大学硕士学位论文随机共振在民航发动机转子振动分析中的应用研究生姓名：廖恒宇导师姓名：李书明教授张莹讲师申请学位类别：工程硕士学科专业名称：航空工程所在院系：航空工程学院论文答辩日期：2015年5月5日2015年5月5日TheApplicationofStochasticResonanceonVibrationAnalysisofCivilAero-en

2、gineRotorADissertationSubmittedtoCivilAviationUniversityofChinaFortheAcademicDegreeofMasterofScienceBYLIAOHeng-yuSupervisedbyProf.LIShu-mingandLecturerZHANGYingCollegeofAeronauticalEngineeringCivilAviationUniversityofChinaMay5th2015中国民航大学硕士学位论文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

3、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

4、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

5、，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MicrosoftSQLSever2008搭建了发动机转子随机共振分析系统的数据库，SQLSever2008所用服务器为本地服务器。用MicrosoftVisualStudio2010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SQLServer2008的数据库，访问所需的发动机转子振动数据信息。发动机

6、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。I中国民航大学硕士学位论文关键词：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II中国民航大学硕士学位论文AbstractWeaksignaldetectionisusuallybeinginterferedorcoveredbythenoise,whichmakessignaldetectionmoredifficult.Therefore,the"noise"isoftencons

7、ideredasdisgustingthings.Stochasticresonanceisanewmethodtodetectweaksignal.Comparedwiththetraditionalmethodswhichsimplyremovethenoise,Stochasticresonanceisaphenomenonthatenhancestheoutputofnonlinearsystemwhichistriggeredbytheeffectofbothweaksignalandnoiseundercertainnonline

8、arcondition.Thecivilaviationengineisatypicalrepresentativeofrotatingmachinery.Ther