基于小波包能量熵的航空发动机突发故障诊断-论文.pdf

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1、基于小波包能量熵的航空发动机突发故障诊断·29·基于小波包能量熵的航空发动机突发故障诊断张宏涛，王仲生(西北工业大学航空学院，陕西西安710072)摘要：为了提高飞机发动机突发故障的诊断正确率，提出了将混合采样法和SVM相结合的突发故障诊断新方法。首先利用小波包多分辨率分析特性进行故障特征提取；然后采用混合采样法对提取的少数类突发故障样本特征进行优化重构，使少数类突发故障样本数量和其他类样本数量趋于平衡；再利用SVM构造多分类器对正常与多种故障状态进行分类。通过发动机转子试验台所采集的数据，对该故障诊断方法进行了验证研究。结果表明，该方法能有

2、效识别发动机叶片断裂和吸入异物两类突发故障，且算法简单，故障分类识别效果好。关键词：航空发动机；突发故障；类不平衡；支持向量机；故障诊断中图分类号：TH113．1；TN911．7文献标识码：A文章编号：1000—8829(2013)10—0029—04AbruptFaultsDiagnosisforAircraftEngineBasedonWaveletPacket—EnergyEntropyZHANGHong—tao，WANGZhong—sheng(SchoolofAeronautics，NorthwesternPolytechnicalU

3、niversity，Xi’an710072，China)Abstract：Inordertoimprovethediagnosticaccuracyofthesuddenfailureoftheaircraftengine，anewsuddenfailurediagnosismethodisproposed，whichcombinesthehybridsamplingmethodwiththeSVM．Firstly，wave-letpacketmulti-resolutionanalysisisusedtoextractfaultfeatur

4、es．Thenthemixedsamplingmethodisem—ployedtooptimizeandreconfiguretheextractedlittlesuddenfailuresamplecharacteristics，tomakethehum—betofsmallcategorysuddenfailuresamplesandthenumberofothercategorysamplesintobalance．SVMisusedtoconstructamultipleclassifier，whichisusedtoclassif

5、ythenormalstatuswithavarietyoffaultstatus．Thisfaultdiagnosismethodisvalidatedthroughthedatasampledfromtheenginerotortestrig．Theresuhsshowthatthismethodcaneffectivelyrecognizetwotypesofsuddenfailureofenginebladefractureandsuctionforeignbody，moreoverthealgorithmissimple，andth

6、efaultclassificationandrecognitioneffectisgood．Keywords：aircraftengine；abruptfaults；classimbalance；SVM；faultdiagnosis发动机是飞机的心脏。由于发动机结构复杂且通2011年就造成发动机空中停车176起，占飞行事故的常在高转速、高负荷(高应力)和高温环境下工作，因20．95％。因此对发动机突发故障的检测诊断显得尤为此属于多发性故障动力机械装置⋯。发动机故障按重要。照其发展速度可以分为渐变性和突发性两种。突发性国内外学者对突发故障做了

7、大量研究。国内学者故障的显著特点是故障形成历程较短，后果严重。虽胡峰将火箭动力系统故障分为3种-4J，分别为脉冲然从理论上讲，任何故障的产生和发展都有一定征兆，型突发故障、阶跃型突发故障和渐发型故障，并进一步但由于监测条件的限制，有些故障征兆难以、甚至不可对脉冲型和阶跃型突发故障的识别与检测方法进行了能被发现，直到故障的最后阶段才表现出来。正因为研究。文献[5]从物质与能量交换的角度研究了飞机如此，才显示了故障的突发性_2j。这种突变故障仅突发故障，并总结了突发故障的性质。还有一些学者在生物医学领域对突发故障进行了研究I7]，但是这收稿日期：

8、2012—08—23基金项目：国家自然科学基金资助项目(51075330)些方法及策略对对象具有很强的针对性，不易被扩展作者简介：张宏涛(1984一)，男，陕西成阳