航空发动机燃油调节器建模与故障诊断

摘要

燃油调节器作为航空发动机控制系统的重要组成部分，其性能优劣决定着飞机飞行的安全性和可靠性。由于燃油调节器结构复杂，技术含量较高，一旦发生故障不易排除，甚至可能造成严重的事故。因此，开展针对燃油调节器的建模与故障诊断研究具有重要意义。 本文以XX型航空发动机用A型燃油调节器为研究对象。首先，分析了燃油调节器的结构和工作原理，基于AMESim软件仿真平台，建立了燃油调节器的各部件模型。然后，以燃油调节器各模块所具有的功能为划分依据，在部件模型的基础上，建立了各功能模块模型。最后，利用已建立的部件模型和功能模块模型，建立了完整的燃油调节器模型，并对其进行了仿真分析。 对燃油调节器故障进行诊断的首要条件是要有足够的故障样本数据。针对目前故障数据欠缺的实际情况，采用仿真实验的方法来获取故障数据。首先，对引起液压系统故障的机理进行了分析。在所建立的燃油调节器模型的基础上，通过加入故障参数的方法，实现了各故障在燃油调节器模型中的注入，得到了故障仿真曲线与故障特性。然后，将粒子群优化算法与神经网络相结合，提出了一种基于粒子群优化BP神经网络的燃油调节器故障诊断方法，其中，粒子群优化算法用来调整神经网络的连接权值和阈值。最后，仿真结果表明，所提出的故障诊断方法能对燃油调节器的单点故障和双重故障做出准确诊断，并能显著加快网络的收敛速度，具有更好的泛化性能。本文所做研究为航空发动机燃油调节器的故障诊断提供了一种有效的解决方案。

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