小波包能量熵的高压转子装配性能特征的提取方法研究.pdf

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1、机械设计与制造第l0期l10MachineryDesign&Manufacture2013年10月小波包能量熵的高压转子装配性能特征的提取方法研究杜炜，陈卫，程礼，赵传洪(空军工程大学航空航天工程学院，陕西西安710038)摘要：航空发动机结构装配性能对于保证发动机安全稳定的工作具有极其重要的意义。以航空发动机高压转子为研究对象，围绕转子装配性能进行检测试验、特征提取、规律分析等方面的研究。在分析小波包分解原理以及能量熵原理的基础上，提出了基于小波包能量熵的信号特征提取方法。通过对不同状态下的航空发动机高压转子装配陛

2、能进行检测试验对该方法的准确性加以验证。实验结果表明，所提出的特征提取方法能够准确描述转子装配状态变化规律。关键词：航空发动机；高压转子；装配性能；小波包能量熵；故障诊断中图分类号：TH16文献标识码：A文章编号：1001—3997(2013)10一Ol10—04ResearchesonFeatureExtractionMethodofHighPressureSpoolofWaveletPacketEnergyEntropyDUWei，CHENWei，CHENGLi，ZHAOChuan-hong(Aeronautic

3、sandAstronauticsEngineeringCollege，AirForceEngineeringUniversity，ShannxiXi’an710038，China)Abstract：Thesafetyandstabilit~oftheaeroenginehighlydependsonthestructureoftheassemblype~armance．Theresearchesaremainlyonthetestexperiment，featureextraction，andrulinganalys

4、isofthehigh-pressurerotor．Foundedontheanalysisoftheoryofwaveletpacketdecompasitionandenergyentropy．thefeureextractionmethodisproposedbasedonthewaveletpacketenergyentropy．Itteststheaeroenginehigh-pressurerotorassemblype】r帆ceunderdifferentconditionsinordertoverif

5、ytheaccuracyofthismethod．TheexperimentalresultsshowthattheproposedatureextractionmethodCanaccuratelydescribethestatevariationoftherotorassembly．KeyWords：Aeroengine；HighPressureSpool；AssemblyPerformance；WaveletPacketEnergyEntropy；FaultDiag—nosis1引言数随装配状态的变化规律。研究

6、结果表明，该方法能够准确描述转子装配状态变化规律。航空发动机结构装配性能是保证发动机安全稳定的工作的基础之一。随着航空发动机性能的提高，对作为发动机核心转动2小波包能量熵特征提取方法件的高压转子的装配也提出了更高的要求。2．1小波包分解原理在发动机故障中，由转子部件所导致的故障占有较大比例【1l。从多分辨分析的角度看，小波包分解的实质是让振动信号如因装配原因而导致的发动机高压转子封严蓖齿盘破裂事故，曾通过高低通组合滤波器组，每次分解总是把原信号(￡)分解到高频发于多个型号的飞机中，严重影响了飞行安全，降低了发动机低2

7、个频率通道内，接着对高低频部分分别进行同样的分解，直的使用寿命。目前由于缺乏有效检测航空发动机转子装配性能的到满足需要为止。设振动信号n(t)，可由下式进行分解。技术与方法，其装配状态只能依赖整机试车间接评估得到。因此，(f)=∑h(k)u(2t一)需要研究一种有效的航空发动机转子装配陛能检测方法，从装配k∈Z的技术安全角度确保航空动机的可靠性与安全性。由于航空发动U2(t)=X／2Z~k)uo(2t一)机高压转子发生故障时的振动信号通常为非平稳信号，传统的傅kEZ立叶变换难以从中提取出有效的故障特征口。因此，在围绕

8、转子装式中：()一高通滤波器组；g()—低通滤波器组，且g()=(一1)配性能进行检测试验、特征提取、规律分析等方面的研究时，结合(1)。小波包分析和信息熵理论，提出了基于小波包能量熵的航空发动利用小波包分解将信号中不同的分量无冗余、无疏漏、正交机高压转子装配陛能特征提取方法。利用该方法提取出不同装配地分解到独立的频带内，这些频带里的信号能量守