民航发动机健康管理技术与方法研究

论文摘要

航空发动机作为飞机的“心脏”,保证其高安全性、降低其运行成本,在一定程度上可化解民航企业面临的“发展与安全”、“安全与效益”的矛盾。本文以视情维修的应用为切入点,以民航发动机及机队为研究对象,研究了民航发动机健康管理技术和方法,它是集发动机状态监测、维修决策和发动机下发调度于一体的集成管理技术,具有保证发动机安全、降低运行成本的功能。本文重点研究了以下内容:(1)研究了民航发动机健康管理系统的设计与规划。包括发动机健康管理系统的结构、组成、功能实现和关键技术,为进一步深入研究奠定了基础。(2)研究了基于单参数的发动机健康管理方法。针对气路性能参数、振动参数和滑油参数,研究了利用单参数进行发动机健康管理的方法,进一步研究了发动机机队性能参数排队方法,有利于提高发动机的利用效率。(3)研究了基于多参数的发动机健康管理方法。分析了多参数发动机健康管理的优势及难点,研究了基于参数相关性的多参数发动机健康管理方法和基于区间型不确定信息的多参数发动机性能评估方法,通过实例验证了本文提出方法的有效性。(4)研究了民航发动机在翼寿命预测与控制。分别从EGT衰退率与PIM模型的角度研究发动机的在翼寿命预测与控制方法,并探讨了影响控制发动机在翼寿命的其他因素,为发动机下发决策提供了定量化的依据。以上述技术为基础,开发了“民航发动机健康管理系统”,该系统已在上海航空公司得到成功应用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究目的与意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 健康管理技术的研究现状
• 1.2.2 航空发动机的健康管理
• 1.3 本文的主要研究内容与结构安排
• 第二章 民航发动机健康管理系统设计
• 2.1 民航发动机健康管理系统的设计思想
• 2.1.1 民航发动机状态变化及故障预防
• 2.1.2 民航发动机的视情维修
• 2.1.3 民航发动机的机队调度优化
• 2.1.4 民航发动机健康管理系统分析
• 2.2 民航发动机健康管理系统结构
• 2.2.1 民航发动机健康管理体系结构
• 2.2.2 民航发动机健康管理层次结构
• 2.3 民航发动机健康管理的关键技术
• 2.3.1 数据挖掘技术
• 2.3.2 信息融合技术
• 2.3.3 预测技术
• 2.3.4 调度优化技术
• 2.3.5 决策支持技术
• 2.4 本章小结
• 第三章 基于单参数的民航发动机健康管理
• 3.1 民航发动机的气路性能参数管理
• 3.1.1 气路性能参数管理的内容
• 3.1.2 气路性能参数管理的作用
• 3.2 基于EGT 的民航发动机健康管理
• 3.2.1 EGT 状态的监控与管理
• 3.2.1.1 影响EGT 的原因分析
• 3.2.1.2 提高EGT 裕度的措施
• 3.2.1.3 因EGT 影响发动机下发的实例
• 3.2.2 基于EGT 的单参数发动机性能排队
• 3.3 基于振动的民航发动机的健康管理
• 3.3.1 振动监控与管理
• 3.3.2 基于振动的单参数发动机性能排队
• 3.4 基于滑油性能的民航发动机健康管理
• 3.4.1 滑油状态管理的内容
• 3.4.2 滑油消耗率监控与趋势分析
• 3.4.3 实例验证与分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 基于多参数的民航发动机健康管理
• 4.1 基于多参数的民航发动机健康管理概述
• 4.1.1 基于单参数发动机健康管理的不足
• 4.1.2 基于多参数发动机健康管理的优势
• 4.1.3 采用多参数发动机健康管理的难点
• 4.2 基于气路性能与燃油流量间相关性分析的民航发动机健康管理
• 4.2.1 气路性能中DEGT 与DWF 的相关性分析
• 4.2.2 气路性能中DEGT 与DWF 相关性分析的实例验证与分析
• 4.3 基于多参数的发动机健康管理方法研究
• 4.3.1 经验型的综合评估
• 4.3.2 多元统计分析方法
• 4.3.3 多属性决策方法
• 4.4 基于区间型不确定信息的民航发动机健康管理研究
• 4.4.1 IA 算子和ULHA 算子
• 4.4.2 区间型不确定性决策健康评估过程
• 4.4.3 案例分析
• 4.4.4 结果对比
• 4.5 本章小结
• 第五章 民航发动机在翼寿命预测与控制
• 5.1 民航发动机在翼寿命预测概述
• 5.1.1 民航发动机在翼寿命预测的必要性
• 5.1.2 主要的民航发动机在翼寿命预测方法
• 5.2 基于EGT 衰退率模型的民航发动机在翼寿命预测
• 5.2.1 EGT 衰退率的计算
• 5.2.2 根据上航机队EGT 衰退率进行在翼寿命预测
• 5.3 基于PIM 模型的民航发动机在翼寿命预测
• 5.3.1 PIM 的建模与求解
• 5.3.2 基于PIM 的在翼寿命预测
• 5.3.3 实例验证与分析
• 5.4 民航发动机的在翼寿命的其它控制条件
• 5.4.1 AD 对发动机在翼寿命的约束
• 5.4.2 SB 对发动机在翼寿命的约束
• 5.4.3 LLP 对发动机在翼寿命的约束
• 5.4.4 其他约束
• 5.5 本章小结
• 第六章 民航发动机健康管理系统软件的开发
• 6.1 软件开发平台介绍
• 6.1.1 J2EE 平台
• 6.1.2 Struts+Hibernate 框架的结合
• 6.1.3 JBuilder 开发软件
• 6.1.4 DreamWeaver 网页开发工具
• 6.1.5 Weblogic WEB 服务器
• 6.1.6 Oracle 8 数据库
• 6.2 应用程序开发步骤
• 6.3 软件功能模块
• 6.4 系统界面设计与运行实例分析
• 6.4.1 登录界面
• 6.4.2 主界面
• 6.5 小结
• 第七章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的研究成果及发表的论文