[发明专利]基于数字孪生的航空发动机主轴承损伤检测与诊断方法

摘要

本发明公开了一种基于数字孪生的航空发动机主轴承损伤检测与诊断方法，包括三大部分：航空发动机主轴承数字孪生数据库的建立，航空发动机主轴承的损伤检测，航空发动机主轴承的损伤定量诊断；由于在飞行过程中，飞机的飞行姿态，速度和高度均会不断发生变化，且会受到气流影响，航空发动机主轴承的运行工况也会随之发生改变，本发明将数字孪生技术引入航空发动机主轴承损伤检测与定量诊断领域，使航空发动机主轴承损伤检测与诊断结果的实时性与准确性得到提高；不但能够为航空发动机主轴承损伤检测与定量诊断方法研究提供新思路，而且能为数字孪生技术的实际应用探索一条道路。

主权项

1.基于数字孪生的航空发动机主轴承损伤检测与诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS100，采用航空发动机主轴承数字孪生模型，对不同状态下主轴承的振动响应信号进行仿真计算，利用仿真信号中提取出来的特征向量构建航空发动机正常主轴承数字孪生数据库和航空发动机损伤主轴承数字孪生数据库；/nS200，利用S100所得的航空发动机正常主轴承数字孪生数据库中的每个特征向量作为单个神经元，建立自组织映射神经网络；针对不同神经元所代表的不同特征向量，利用3σ原则设置报警阈值区间，最后利用从经降噪处理的主轴承实测振动信号中提取出来的特征向量与相同工况下的特征向量进行对比，若超出报警阈值区间，则主轴承产生损伤；/nS300，利用S100所得的航空发动机损伤主轴承数字孪生数据库中特征向量的差异性，建立稀疏表示的针对主轴承不同损伤状态的联合字典；通过联合字典建立损伤状态和稀疏编码的一对一映射关系；利用残差最小原则，匹配出与从经降噪处理的主轴承实测振动信号中提取出来的特征向量残差最小的稀疏编码；最后通过稀疏编码与损伤状态的一对一映射关系，实现主轴承损伤的定位及尺寸估计。/n