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发动机数控系统BIT验证及先进测试方法研究

作　者: 兰峰枫
导　师: 张天宏
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 航空宇航推进理论与工程
关键词: 航空发动机数控系统 BIT 验证故障注入智能BIT
分类号: V233.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 265次
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内容摘要

BIT技术是提高航空发动机数控系统可靠性和可维护性的有效途径。本文结合数控系统典型电路故障模式和常规BIT检测方法,研究BIT的验证技术,并开展智能故障检测方法的研究,以提高BIT的检测水平。论文在研究航空发动机数控系统典型电路故障模式和常规BIT检测算法的基础上,建立由故障注入器和管理计算机构成的BIT技术验证试验平台。在故障注入器上,通过对传感器和执行机构电气特性的模拟提供控制器的运行环境,利用压控恒压源和继电器开关等电路实现多种故障注入方法;作为故障注入器上位机的管理计算机,负责故障模式设置、故障注入过程控制和结果回收处理。应用验证试验平台对具有BIT功能的电子控制器原理样机进行故障注入实验和BIT验证实验,结果表明,验证试验平台能够很好地完成故障注入和结果处理任务,电子控制器原理样机的BIT达到预期设计目标。针对常规BIT的虚警问题,本文进行了智能BIT技术研究,探讨了基于马尔可夫模型的故障诊断技术和基于神经网络的信息融合技术,分别应用BP网络和ART-II型网络对LVDT传感器进行故障检测,通过数字仿真验证了其有效性。

全文目录

第一章绪论  11-15
  1.1 BIT 及其验证技术概述  11-12
  1.2 本文研究内容及意义  12
  1.3 需要解决的关键技术  12-13
  1.4 论文内容安排  13-15
第二章发动机数控系统 BIT 设计  15-38
  2.1 发动机数控系统故障模式库建立  15-18
    2.1.1 硬件电路故障成因分析及分类  15-16
    2.1.2 软件故障成因及分类  16
    2.1.3 硬件故障模式建立  16-18
  2.2 发动机数控系统 BIT 的总体设计  18
  2.3 典型电路 BIT 测试算法  18-27
    2.3.1 核心数字电路测试算法  19-22
    2.3.2 传感器输入通道测试算法  22-25
    2.3.3 执行机构输出通道测试算法  25-26
    2.3.4 通讯通道测试算法  26-27
  2.4 具有 BIT 功能的发动机控制器原理样机设计  27-37
    2.4.1 电子控制器原理样机总体设计  27-28
    2.4.2 电子控制器原理样机硬件设计  28-29
    2.4.3 电子控制器原理样机软件设计  29-37
  2.5 小结  37-38
第三章 BIT 验证试验平台建立  38-60
  3.1 故障注入技术研究  38-43
    3.1.1 故障注入技术概述  38-39
    3.1.2 后驱动故障注入方法  39-41
    3.1.3 电压求和故障注入方法  41-42
    3.1.4 继电器开关故障注入方法  42-43
    3.1.5 软件故障注入方法  43
  3.2 BIT 验证试验平台总体设计  43-44
  3.3 故障注入器设计  44-55
    3.3.1 故障注入器硬件设计  45-50
    3.3.2 故障注入器软件设计  50-55
  3.4 上位机故障管理应用软件设计  55-59
    3.4.1 USB 通信驱动程序设计  55-56
    3.4.2 故障管理应用软件设计  56-59
  3.5 小结  59-60
第四章 BIT 验证试验  60-70
  4.1 故障注入器功能验证试验  60-63
    4.1.1 模拟传感器和模拟执行机构功能验证  60-61
    4.1.2 后驱动注入电路功能验证  61-62
    4.1.3 故障注入器实时性能验证  62-63
  4.2 故障注入模式制定  63-64
  4.3. BIT 验证实验结果及分析  64-69
  4.4 小结  69-70
第五章智能 BIT 技术研究  70-78
  5.1 智能BIT 概述  70
  5.2 基于马尔可夫模型的故障检测算法  70-72
  5.3 基于神经网络的BIT 智能故障检测算法  72-77
    5.3.1 有监督神经网络分类算法  72-75
    5.3.2 无监督神经网络聚类算法  75-77
  5.4 小结  77-78
第六章总结与展望  78-80
  6.1 总结  78
  6.2 对未来工作的展望  78-80
参考文献  80-84
致谢  84-85
在学期间的研究成果及发表的学术论文  85-86
附录一控制器原理样机实物照  86-87
附录二故障注入器硬件实物照  87

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