航空发动机燃油计量装置故障诊断算法的硬件在环测试

【作者】 陈康康； 王曦； 卢海洋；

【机构】 北京航空航天大学能源与动力工程学院； 中国空空导弹研究院；

【摘要】 可靠的航空发动机故障诊断算法不仅提供航空发动机使用维修阶段故障定位的重要依据,同时也提高了飞行安全性、降低发动机维护和使用的成本,是建立航空发动机完整健康管理系统中的核心内容之一。本文通过物理原理的方法首先建立发动机燃油计量装置的AMESim非线性模型,获取相应的数据使用辨识方法建立了线性化模型。研究了燃油计量装置故障诊断算法,主要分为三大模块,模块一为故障注入功能模块,输出作动阀的位移信号（记为х₁）;模块二为Kalman滤波故障诊断算法,获取具有故障的燃油计量装置的控制器输出信号（Ⅰ）和计量活门位移（х₁）,对输出的位移信号（х₁）进行Kalman滤波处理得到位移（记为х₂）;模块三为比较模块,将带有故障的燃油计量装置输出位移（х₁）和经过Kalman滤波处理的输出位移（х₂）进行比较,通过两个信号的残差值（Δх）进行故障的定位,主要包括计量活门阀芯卡滞故障和电液伺服阀阀芯卡滞故障等。在SIMULINK平台上进行了数值仿真测试验证,并将建立的SIMULINK模型通过建立NI Veri Stand接口逻辑,生成LabVIEW平台调用的DLL文件,最后在发动机硬件在环LabVIEW平台上验证了模型的准确性和故障诊断算法的可靠性。经过SIMULINK平台的数值仿真和LabVIEW平台发动机硬件在环的仿真测试表明,该燃油计量装置的线性模型与在AMESIM建立的非线性模型相比能较好得匹配,满足对模型准确度的需求,同时验证故障诊断算法具有抗干扰、故障类型诊断准确和故障诊断速度快的特点。更多还原