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直升机自动倾斜器轴承动态阈值计算方法研究

丛雷  
【摘要】:轴承是直升机自动倾斜器的核心部件,在工作过程中容易出现锈蚀、变形、胶合、疲劳折断等故障,若没有及时发现,将对直升机安全稳定飞行造成巨大威胁。为保障直升机安全,实时监测直升机动部件尤其是自动倾斜器轴承的工作状态是Health and Usage Monitoring System(HUMS)的重要内容之一。因此,研究自动倾斜器轴承动态阈值计算方法具有重要的实际意义。本文利用贝叶斯推理和Receiver Operating Characteristic(ROC)曲线两种方法开展了直升机自动倾斜器轴承动态阈值计算方法研究。主要工作内容和研究成果如下:(1)介绍了直升机自动倾斜器轴承动态阈值计算方法的背景、意义及相关理论基础。首先,对研究背景进行了详细的介绍,并且对当前国内外提出的经典的数据处理和动态阈值计算方法进行了归纳;其次,对振动信号的预处理和特征提取方法的理论基础进行详细阐述。(2)提出了基于贝叶斯推理的直升机自动倾斜器轴承动态阈值计算方法。首先,采用奇异值分解方法对振动信号进行预处理,降低噪声对动态阈值计算结果的影响;然后,采用故障频率能量和六阶中心距(M6A)特征提取方法,分别提取正常数据和内圈、外圈、滚珠故障数据的特征;最后,采用贝叶斯推理方法分别计算正常数据与内圈、外圈、滚珠故障数据的动态阈值。本文利用洛阳LYC轴承有限公司采集的振动数据,开展了动态阈值实验,结果表明,本文方法能够正确找到正常数据和不同故障类型数据概率密度曲线的分界点,与加权平均方法相比具有较高的正确率和较低的漏报率,有效地提高了动态阈值的计算准确度。(3)提出了基于ROC曲线的直升机自动倾斜器轴承动态阈值计算方法。首先,采用奇异值分解方法对振动信号进行预处理,降低噪声对动态阈值计算结果的影响;然后,采用故障频率能量和M6A特征提取方法,分别提取正常数据和内圈、外圈、滚珠故障数据的特征;最后,采用ROC曲线方法分别计算正常数据与内圈、外圈、滚珠故障数据的动态阈值。本文以洛阳LYC轴承有限公司采集的振动数据作为实验数据,开展了动态阈值实验,并将实验结果与加权平均方法和贝叶斯推理方法得到的结果进行对比。实验结果表明,在大部分原始振动数据较好的情况下,ROC曲线方法和贝叶斯推理方法计算动态阈值得到的结果非常接近,都能够有效地计算得到动态阈值;在少部分原始振动数据不理想的情况下,正常数据和不同故障类型数据的概率密度曲线左右两端会存在交叉部分,并对动态阈值计算的结果产生影响,ROC曲线方法不仅解决了这一问题,而且提高了两种数据概率密度曲线重叠较大时动态阈值计算的准确度。
【学位授予单位】:南昌航空大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:V275.1;TP391.41

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