直升机传动系统故障诊断研究及管理系统设计

论文摘要

随着直升机在军用和民用中的作用日益增强，地位日益提高，其可靠性和安全性问题越来越被受到重视，因此对直升机的故障预测与诊断以及自动化管理的研究具有实际意义。本课题研究了直升机传动系统故障诊断方法，进而完成了直升机故障诊断与预测管理系统的设计。本文主要的研究工作和成果如下：(1)系统整体流程和结构的设计，以及对软件功能模块的划分。在详细了解用户需求的基础上，对系统进行了概要设计。采用层次化、结构化、模块化设计思路，搭建了软件总体框架，完成了系统方案设计。(2)根据用户需求和软件设计规范，并依照数据库设计流程，对系统数据库进行了设计，并在VB.NET和SQLServer2005平台下编程实现。系统可管理的数据主要有：直升机机群、直升机设备、故障设备、直升机配置信息、直升机维修信息、飞行任务、飞行采集数据以及数据分析结果等。(3)选取直升机传动系统为研究对象，采用信号处理分析方法，研究了传动系统中关键部件的故障诊断方法，并通过VB.NET与MATLAB联合编程实现。采用峰值、均值、波形因数、波峰因数和峭度系数等，研究了基于时域指标分析的传动系统故障诊断方法；采用快速傅里叶变换(FFT)，研究了振动信号频域分析方法；采用时域平均和小波分析，研究了振动信号消噪和故障特征提取方法。(4)为验证本系统和故障诊断方法的有效性，对一组直升机机群信息进行了管理。结果表明，系统可实现对直升机信息的良好管理，且性能稳定、人机界面友好；同时，对一组仿真信号进行了消噪和特征频率提取实验，对一系列轴承振动信号进行了故障诊断实验。实验表明，利用本系统所采用的时域平均、FFT、小波分析等实现对直升机的信号消噪、特征频率提取以及故障诊断，其方法正确可行，具有较强的实用性，系统可作为直升机故障诊断、预测和管理的良好工具。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文的主要研究内容
• 第2章 系统总体设计
• 2.1 系统流程和结构
• 2.2 软件总体设计
• 2.3 功能模块划分
• 2.3.1 处理对象
• 2.3.2 处理功能
• 2.4 本章小结
• 第3章 数据库设计与软件实现
• 3.1 DBMS 介绍
• 3.2 数据库设计
• 3.2.1 数据字典
• 3.2.2 数据流程图
• 3.2.3 概念设计
• 3.2.4 逻辑和物理设计
• 3.3 软件实现
• 3.3.1 数据访问技术
• 3.3.2 基于 ADO.NET 的数据库操作实现
• 3.3.3 基于 VB .NET 平台的软件实现
• 3.4 本章小结
• 第4章 直升机传动系统故障诊断与程序实现
• 4.1 直升机传动系统故障诊断
• 4.1.1 传动轴故障诊断
• 4.1.2 滚动轴承故障诊断
• 4.1.3 齿轮箱故障诊断
• 4.2 关键信号处理和分析方法
• 4.2.1 基于 FFT 的信号频谱分析
• 4.2.2 基于时域平均的信号消噪和特征频率提取
• 4.2.3 基于小波分析的信号消噪和故障提取
• 4.3 程序实现
• 4.3.1 联合编程方法介绍
• 4.3.2 基于 COM 组件技术的联合编程实现
• 4.4 本章小结
• 第5章 故障诊断方法验证及结果分析
• 5.1 信号消噪和特征频率提取实验
• 5.2 故障诊断实例
• 5.3 本章小结
• 第6章 总结与展望
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢