题目：基于污染磨损的电液伺服阀性能退化建模与寿命预测方法研究

电液伺服阀是机载液压系统的核心部件，是连接电气部分与液压部分的桥梁和枢纽，其寿命水平是制约系统甚至整个装备性能稳定的关键因素。由于伺服阀内部结构复杂，力矩马达、喷嘴-挡板、滑阀等组件的加工工艺要求极为精密，在油液污染环境下容易出现结构污染磨损，进而引起性能退化失效。而电液伺服阀的系统重要度高，其性能退化与失效将降低装备操纵性能，甚至导致操纵系统失控，引发严重事故。因此，本文针对电液伺服阀在油液污染环境下的状态退化特点，以退化状态空间的多态化为突破点，探索了产品退化状态的传播性与关联性，开展了电液伺服阀性能退化建模与寿命预测研究，主要研究内容如下：

1.      电液伺服阀的结构磨损退化仿真建模与分析。针对油液污染环境下电液伺服阀的结构磨损退化特点，基于计算流体力学（CFD）理论，研究了伺服阀结构内腔的流场仿真、污染颗粒的运行轨迹追踪、复杂几何结构的表面冲蚀磨损等问题，仿真分析了滑阀精密结构的潜在磨损位置及磨损退化规律。

2.      基于退化状态传播性的电液伺服阀性能退化建模研究。针对复杂产品长期工作导致的系统性退化行为，如结构状态、材料特性、性能状态等多态性退化，探索了产品退化状态的传播性，研究了结构状态退化信息在产品中的传播演化机制；针对系统级产品，分析了不同层次组件的退化状态在系统中的传播性，开展了基于系统响应函数的传播演化路径分析流程研究。针对典型复杂机电产品：电液伺服阀在油液污染环境下表现出的结构磨损、性能衰减等多态性退化，基于多学科系统集成仿真平台，虚拟分析了滑阀精密结构的磨损退化状态通过系统响应模型得到性能退化状态的传播演化过程，研究了电液伺服阀的性能退化轨迹建模问题。

3.      基于退化状态关联性的电液伺服阀性能退化建模研究。针对电液伺服阀的多态性退化空间，研究分析了滑阀控制节流边锐缘圆角半径、阀芯-阀套轴向重叠、径向间隙等几何结构状态空间与内漏、压力增益、重叠量等系统性能状态空间之间的退化关联特性。基于支持向量回归机（SVR）理论与搜索优化算法，探索了伺服阀结构状态空间与性能状态空间之间的映射关系，开展了基于局部状态退化信息的系统退化状态预测建模研究，最后分别以基于网格搜索法 – SVR混合模型、GA – SVR混合模型、PSO – SVR混合模型等三种方式研究了内漏、压力增益、重叠量等产品性能状态退化预测模型。同时，对比分析了三种搜索优化算法在小训练样本的条件下对SVR模型参数寻优能力。

4.      电液伺服阀退化试验验证与寿命预测研究。基于步进应力的电液伺服阀污染磨损加速退化试验，对比分析了试验前后滑阀精密结构状态和伺服阀系统性能状态的退化规律。利用Apollo-300扫描电镜观测分析了滑阀阀芯节流边锐缘圆角磨损情况，与实测压力增益、零位泄漏速率等性能状态参量进行了关联性分析，开展了在污染磨损机理作用下电液伺服阀具有多态性退化以及退化状态关联性的验证分析。利用虚拟分析得到的基于污染磨损作用结构状态磨损退化模型，滑阀节流边锐缘圆角半径、阀套-阀芯轴向重叠、径向间隙等几何结构状态空间与压力增益、零位泄漏速率、重叠量等系统性能状态空间之间的映射模型，根据电液伺服阀工作任务剖面与性能指标失效阈值，开展了电液伺服阀的磨损寿命预测研究。