船用燃气轮机燃油系统故障模拟及诊断研究

摘要

燃油系统故障是燃气轮机附属系统中最常见的多发性故障，当燃油系统出现异常且得不到及时解决时，很可能会引起相关设备部件或附属子系统运行状态的改变，甚至引发新的故障。因此为了能对燃气轮机燃油系统发生故障进行及时准确的诊断并尽可能提前预防故障的发生，结合燃油系统与燃机各参数的变化规律研究一套故障诊断方法是十分重要的。
　　本文以燃气轮机燃油系统为研究对象，根据燃油系统组成、工作过程以及各部件工作原理，分析燃气轮机燃油系统12种常见故障产生的原因、工程上解决的办法以及各单一故障发生时相关部件性能参数的变化，得到燃气轮机燃油系统各故障的故障模式。并结合燃气轮机本身性能参数的变化规律，分析燃油系统各故障对燃油系统及燃机系统性能参数的影响。
　　为了得到燃油系统故障模型，本文根据系统各参数的变化规律，将进机燃油供油流量的变化及单一喷嘴对应燃机出口排温变化作为顶事件分别建立燃气轮机燃油系统故障树，根据燃油系统各故障的故障模式，使用 Matlab平台下Simulink建立燃油系统运行模型及燃油系统各故障模型，并完成与现有燃机模型的对接调试，通过仿真的手段完成对燃气轮机燃油系统各故障的故障模拟。
　　采用支持向量机算法建立燃气轮机燃油系统故障诊断模型，对应不同故障分别选取诊断参数并完成对故障数据进行归一化处理，通过对燃油系统各故障特征的分析将燃油系统故障分为喷嘴故障组、系统运行故障组、系统调节故障组三个故障组进行故障诊断，结果表明，在燃油系统故障样本较少的情况下，使用支持向量机算法进行故障诊断具有良好的适应性，支持向量机算法适用于本文所研究的燃气轮机燃油系统故障诊断，且具有较高精度。

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第1章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外发展现状

1.2.1 燃气轮机故障诊断国外发展现状

1.2.2 燃气轮机故障诊断国内发展现状

1.2.3 燃油系统故障诊断的发展现状

1.3 故障诊断方法的选取

1.4 主要研究内容

第2章 燃气轮机燃油系统故障模式分析

2.1 燃油系统组成及工作过程

2.1.1 燃油系统的组成

2.1.2 燃油系统的工作过程

2.2 燃油系统的故障模式

2.3 各故障对燃油系统及燃机性能的影响

2.3.1 燃油滤器故障

2.3.2 燃油泵故障

2.3.3 燃油调节阀故障

2.3.4 燃油喷嘴故障

2.4 本章小结

第3章 燃气轮机燃油系统的故障模拟

3.1 燃油系统故障树模型的建立

3.2 燃油系统正常运行模型的建立

3.2.1 燃油滤器的建模

3.2.2 燃油泵的建模

3.2.3 燃油阀的建模

3.2.4 燃油分配器的建模

3.2.5 燃油喷嘴的建模

3.2.6 燃气轮机仿真模型的选取

3.3 燃油系统故障模型的建立及仿真结果的分析

3.3.1 燃油系统运行故障

3.3.2 燃油系统调节故障

3.3.3 燃油喷嘴故障

3.4 本章小结

第4章 燃油系统故障诊断的研究

4.1 支持向量机(SVM)

4.1.1 支持向量机的概念

4.1.2 最优超平面的求解

4.1.3 C-支持向量分类器

4.2 燃油系统故障数据的预处理

4.2.1 数据的归一化

4.2.2 故障诊断的分组方式

4.2.3 故障诊断参数的选取

4.2.4 样本容量的选取

4.3 燃气轮机燃油系统故障诊断结果及分析

4.3.1 支持向量机诊断的步骤

4.3.2 燃油系统故障诊断结果

4.3.3 故障诊断结果分析

4.4 本章小结

结论

参考文献

致谢