[发明专利]航空发动机喘振故障监测方法和系统

说明书

本发明的目的在于提供一种航空发动机喘振故障监测方法和系统，以提高喘振监测方法或系统的鲁棒性和监测精度，降低误诊率。其中的方法包括：获取可以用于表征喘振故障的机载监测信号；去除所述机载监测信号的直流分量，保留交流分量；计算时域内所述交流分量的均方根；将所述均方根与设定时域阈值进行比较，如果小于设定时域阈值，则判定没有喘振，若大于等于设定时域阈值，则计算所述交流分量在设定频带内的能量；将设定频带内的能量与设定频域阈值进行比较，若小于该设定频域阈值，则判断为其他故障，若大于等于该设定频域阈值，则判断发生喘振。

技术领域

本发明涉及航空发动机故障监测方法和系统。

背景技术

航空发动机在运行过程中出现喘振如果不能及时监测并消除，则会导致发动机停车、部件损伤，严重时甚至造成发动机报废等后果。

目前现有的喘振监测方法基本都是监测发动机喘振可能引起变化的参数，计算量化的指示，并和设定的阈值进行比较来判断是否发生喘振，比如在试车过程中监测压气机出口压力脉动信号。

US6823254B2介绍涡轮机械的喘振监测方法，主要是监测压气机出口压力，计算压气机出口压力一阶导的方差，作为喘振的状态指示，并与阈值进行比较来判断是否发生喘振。该方法未考虑喘振的频率信息，在实际应用中，可能会存在其他故障使压气机出口压力信号的方差增大，比如燃烧振荡，导致误诊；而且该方法受信号本身干扰较大，存在较大的误差，算法的鲁棒性不好。

US20010045088A1介绍燃气涡轮发动机喘振监测方法，主要监测压气机出口压力和涡轮进口温度，计算压气机出口压力与其变化率之间的比值和涡轮进口温度的变化率的乘积，作为喘振的状态指示，并与阈值的比较来判断是否发生喘振。该方法同样没有考虑喘振的频率信息，会增加误诊率。

US7065973B2介绍了燃气涡轮发动机喘振监测的方法，主要监测风扇进气口压力和燃烧室压力，算法需要进行三次滤波和权重的计算来得到喘振的状态指示，并与阈值的比较来判断是否发生喘振。该方法也没考虑喘振的频率信息，且算法复杂，算法鲁棒性不好；以及在燃烧室增加压力测点，安装环境对传感器的性能要求较高，增加了成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种航空发动机喘振故障监测方法和系统，以提高喘振监测方法或系统的鲁棒性和监测精度，降低误诊率。

根据本发明一方面的航空发动机喘振故障监测方法，包括：

步骤一，获取可以用于表征喘振故障的机载监测信号；

步骤二，去除所述机载监测信号的直流分量，保留交流分量；

步骤三，计算时域内所述交流分量的均方根；

步骤四，将所述均方根与设定时域阈值进行比较，如果小于设定时域阈值，则判定没有喘振，若大于等于设定时域阈值，则计算所述交流分量在设定频带内的能量；

步骤五，将设定频带内的能量与设定频域阈值进行比较，若小于该设定频域阈值，则判断为其他故障，若大于等于该设定频域阈值，则判断发生喘振。

所述方法的一个实施方式中，所述机载监测信号为高压转子转速信号、高压压气机出口压力信号、低压涡轮进口温度信号和与喘振故障相关的其他的传感器信号中的至少一个信号。

所述方法的一个实施方式中，所述机载监测信号包括多个传感器信号，对各个传感器信号执行所述步骤一到步骤四，在步骤五中，将各个传感器信号对应的设定频带内的能量作为特征融合，以判断是否发生喘振。

根据本发明另一方面的一种航空发动机喘振故障监测系统，其包括：

机载传感器，用于获取发动机运行时表征喘振故障的机载监测信号；