● 摘要
随着科学技术的不断发展进步,液压系统的性能也得到了很大的提升,越来越先进的液压技术也在新机型中得到广泛应用。副翼作动器作为飞机的重要液压元件,其性能的好坏将直接影响到飞机的飞行品质和飞行安全。多余度副翼作动器的故障复杂且具有非线性等特点,传统的故障诊断方法已经无法满足实际诊断要求,而且关于其健康评估方面的研究甚少。因此,开展多余度副翼作动器的故障诊断与健康评估技术研究具有非常重要的意义。
本论文针对多余度副翼作动器故障检测和健康评估中存在的关键问题,重点研究副翼作动器的建模仿真、故障检测、故障诊断及健康评估技术,提出有效的解决办法,研究内容主要包括:
(1)针对多余度副翼作动器的功能原理和结构特点,比较建模仿真软件的优劣,本文选取了SIMULINK与AMESim的联合仿真对多余度副翼作动器进行建模仿真,分别在SIMULINK和AMESim软件中建立作动器的电气部分和机械部分的模型,并在模型中预留故障注入模块,实现了故障注入。
(2)针对液压伺服系统故障检测中虚敬率高的问题,本文提出了基于双级神经网络观测器的多余度作动器自适应故障检测技术,采用一个RBF神经网络建立了系统的观测器获取残差,再利用另一个RBF神经网络得到自适应阈值,从而实现多余度副翼作动器的自适应故障检测,降低虚警率。
(3)针对常规诊断方法很难判断多余度作动器的故障原因及部位的缺点,本文提出了基于观测器和力马达电流比值分析的故障诊断方法。利用观测器获得正常状态下力马达电流值和实际值作比得到力马达电流比值,通过对力马达电流比值的分析得到诊断结果。
(4)副翼作动器系统可评估参数较少,尚无有效的健康评估方法,针对此问题,本文提出了基于观测器与残差的多余度副翼作动器健康评估方法。利用观测器估计输出与系统实际输出的残差作为评价系统性能的特征,利用马氏距离实现了多余度副翼作动器的的健康评估。
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