航空发动机快变信号分析及故障诊断系统

本书系统阐述了航空发动机振动监测与故障诊断的需求、航空发动机快变信号的定义、匹配时频分析理论与核心方法，以及航空发动机健康管理系统设计与故障诊断工程应用。全书共7章：第1章为绪论；第2章为航空发动机快变信号与匹配时频分析；第3章为匹配解调变换及动静摩碰故障诊断应用；第4章为匹配同步压缩变换及振动突跳故障诊断应用；第5章为统计同步压缩变换及故障溯源应用；第6章为脊感知加权稀疏时频及中介轴承故障诊断应用；第7章为航空发动机故障诊断系统设计。
本书面向高年级本科生、研究生及工程技术人员，也可供航空发动机专业人员，液体火箭发动机、燃气轮机、飞机、直升机等其他装备和设备的专业人员，以及机岐敏障诊断专业人员、非平稳信号分析等研究人员参考。

涡轮机械与推进系统出版项目·序
“两机”专项：航空发动机技术出版工程·序
前言
第1章绪论
1.1航空发动机健康管理概述002
1.2航空发动机健康管理标准与规范005
1.2.1SAEE-32标准规范006
1.2.2SAEHM-1标准规范015
1.3航空发动机振动故障诊断技术研究现状023
1.3.1航空发动机振动信号特点与故障诊断难点023
1.3.2时频分析理论及故障诊断应用研究现状024
1.3.3振动故障诊断中时频分析面临的问题030
参考文献032
第2章航空发动机快变信号与匹配时频分析
2.1航空发动机快变信号定义040
2.1.1非平稳信号040
2.1.2瞬时物理量041
2.1.3快变信号定义042
2.2时频分析方法043
2.2.1线性时频变换044
2.2.2时频重排方法049
2.2.3稀疏时频表示方法053
2.3匹配时频分析基本原理055
2.3.1逐步匹配迭代解调056
2.3.2调频匹配同步重排057
2.3.3带宽统计模式分离058
2.3.4脊线匹配稀疏增强060
参考文献061
第3章匹配解调变换及动静摩碰故障诊断应用
3.1匹配解调变换原理066
3.2多分量信号的匹配解调变换072
3.3匹配解调变换性能分析075
3.3.1瞬时频率估计误差定量分析075
3.3.2收敛条件与讨论085
3.4试验研究与航空发动机动静摩碰故障诊断实例085
3.4.1数值仿真试验085
3.4.2动静摩碰故障模拟试验096
3.4.3航空发动机动静摩碰故障诊断应用案例099
3.5本章小结103
参考文献104
第4章匹配同步压缩变换及振动突跳故障诊断应用
4.1匹配同步压缩变换原理108
4.1.1小波变换回顾108
4.1.2传统时频重排方法回顾109
4.1.3同步压缩变换回顾111
4.1.4匹配同步压缩变换113
4.1.5匹配同步压缩变换性质121
4.2匹配同步压缩变换性能分析122
4.2.1快变信号建模123
4.2.2匹配同步压缩变换快变信号性能分析124
4.2.3匹配同步压缩变换性质证明125
4.3算法实现142
4.3.1匹配同步压缩变换的离散形式142
4.3.2匹配同步压缩逆变换重构146
4.4试验研究与航空发动机振动突跳故障诊断实例147
4.4.1航空发动机振动性能试验147
4.4.2航空发动机振动突跳故障诊断应用155
4.5本章小结162
参考文献162
第5章统计同步压缩变换及故障溯源应用
5.1瞬时频带和瞬时频宽166
5.1.1瞬时频带和瞬时频带中心166
5.1.2瞬时频宽172
5.2统计降噪方法174
5.2.1基于瞬时频宽的阈值降噪175
5.2.2基于脊线搜索的偏差修正177
5.3算法实现181
5.3.1统计同步压缩变换的离散形式181
5.3.2脊线搜索算法185
5.4试验研究与航空发动机振动故障溯源实例188
5.4.1数值仿真试验188
5.4.2航空发动机振动故障溯源应用195
5.5本章小结213
参考文献214
第6章脊感知加权稀疏时频及中介轴承故障诊断应用
6.1脊感知加权稀疏时频表示方法217
6.1.1脊感知加权稀疏时频增强原理217
6.1.2脊感知加权稀疏时频模型218
6.2非线性压缩变换原理220
6.2.1非线性压缩变换简介220
6.2.2非线性压缩变换性能分析223
6.2.3非线性压缩变换的降噪策略232
6.3脊感知加权稀疏时频模型求解及分析234
6.3.1脊感知加权稀疏时频模型求解算法及分析234
6.3.2加速求解原理与分析236
6.4试验研究与航空发动机中介轴承故障诊断实例239
6.4.1数值仿真试验239
6.4.2航空发动机中介轴承故障模拟试验248
6.4.3航空发动机中介轴承故障诊断应用254
6.5本章小结261
参考文献262
第7章航空发动机故障诊断系统设计
7.1已服役航空发动机健康管理系统简介263
7.1.1航空发动机健康管理系统工作流程简介263
7.1.2主要航空发动机OEM开发的EHM系统简介266
7.1.3航空公司、维修厂家开发的EHM系统简介271
7.2民用航空发动机健康管理系统发展历程273
7.3民用航空发动机故障诊断系统设计276
7.3.1民用航空发动机故障诊断系统开发总流程276
7.3.2发动机健康管理系统需求分析277
7.3.3民用航空发动机健康管理系统方案设计286
7.3.4民用航空发动机健康管理系统详细设计293
7.3.5民用航空发动机健康管理系统性能验证298
7.4航空发动机机械故障诊断的重大挑战302
7.4.1典型航空发动机机械故障诊断与预测303
7.4.2优选航空发动机构型及优选制备工艺零部件的机械故障诊断与预测306
7.4.3滑油系统的故障诊断与预测及融合诊断309
参考文献310