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原文传递基于性能的船用燃气轮机健康评估方法研究

论文题名：	基于性能的船用燃气轮机健康评估方法研究
关键词：	船用燃气轮机;性能退化;健康状态;评估模型
摘要：	性能退化影响船用燃气轮机的健康状态，如何实时、定量、准确地评估燃气轮机健康状态是当前船用燃气轮机健康管理研究的热点。本研究以船用三轴燃气轮机为研究对象，研究了以盐雾积垢为主因的性能退化，根据依赖经验知识和利用历史数据的程度，从性能参数估计、性能数据统计和性能数据关系三个角度研究了燃气轮机健康状态评估技术，为科学评估燃气轮机健康状态提供了有益的研究思路，具有一定的理论意义与应用价值。主要研究内容如下: 　　(1)燃气轮机性能退化研究:采用容积惯性法建立了船用三轴燃气轮机数学模型，定义了船用燃气轮机部件退化因子，建立了以盐雾积垢为主因的性能退化轨迹模型，采用系数匹配法实现了船用燃气轮机性能退化仿真，分析了传感器噪声、工况、环境温度对退化的影响。与水洗周期实验数据相比，均方差小于0.7，表明所建立的性能退化模型与实际退化过程吻合，得到了水洗周期仿真数据和动态工况仿真数据，为后续进行健康评估提供了数据基础。　　(2)基于性能参数估计的船用燃气轮机健康评估方法研究:提出了基于监测参数估计的健康评估方法，该方法基于多模型思想，将多次水洗周期内的退化数据按照低压涡轮后排气温度偏差程度建立模型集，应用广义回归神经网络实现各工况船用燃气轮机监测参数的估计，利用马氏距离实现船用燃气轮机健康状态识别;提出了基于部件参数估计的健康评估方法，该方法基于广义回归神经网络实现部件参数的估计，利用主成分分析法实现船用燃气轮机健康状态识别。开展了船用燃气轮机健康评估仿真实验，结果表明:在具备精确模型的情况下，基于监测参数估计的健康评估方法能够实现健康状态程度评估，基于部件参数估计的健康评估方法能够实现健康状态精确评估。　　(3)基于性能数据统计的船用燃气轮机健康评估方法研究:提出船用燃气轮机层次化健康评估方法，该方法根据概率密度函数估计，实现了参数级健康评估，采用固定权重和变权重分析方法，实现了部件级和系统级的逐层评估。开展了船用燃气轮机健康评估仿真实验，结果表明:在具备海量运行数据但无精确模型的情况下，基于性能数据统计的船用燃气轮机健康评估方法能够实现船用燃气轮机健康状态的合理评估。　　(4)基于性能数据关系的船用燃气轮机健康评估方法研究:从数据内部关系角度，建立了多参数时间序列相关网络和单参数时间序列可视图网络，基于CNM社团探测算法提出了多参数时间序列和单参数时间序列的船用燃气轮机健康评估方法，开展了船用燃气轮机健康评估仿真实验，结果表明:基于性能数据关系的船用燃气轮机健康评估方法可实现船用燃气轮机健康状态的快速评估，减少对先验知识的依赖，单参数时间序列网络评估效果优于多参数时间序列网络。
作者：	赫英辉
专业：	动力工程及工程热物理
导师：	曹云鹏
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工程大学
学位年度：	2019