模型基涡轴发动机传感器故障诊断研究

刘梦妮，王曦，2，杨超

（1.北京航空航天大学能源与动力工程学院，北京100191；2.先进航空发动机协同创新中心，北京100191；3.中航空天发动机研究院有限公司，北京101304）

模型基涡轴发动机传感器故障诊断研究

刘梦妮1，王曦1，2，杨超3

（1.北京航空航天大学能源与动力工程学院，北京100191；2.先进航空发动机协同创新中心，北京100191；3.中航空天发动机研究院有限公司，北京101304）

基于干扰解耦思想，针对涡轴发动机工作中传感器瞬时断路硬故障模式，提出一种基于模型的涡轴发动机未知输入观测器传感器硬故障诊断方法。通过对地面、高空工作的涡轴发动机不同传感器故障的模拟，验证了该故障诊断方法的有效性。结果表明，基于模型设计的未知输入观测器（UIO），能够对系统输入中的测量干扰未知输入信号进行有效解耦，同时传感器故障信息通过UIO计算获得的输出估计具有鲁棒残差性能。

航空发动机；未知输入观测器；传感器；故障诊断；干扰解耦；残差加权平方和；仿真

1　引言

涡轴发动机控制系统通过传感器反馈发动机的重要工作参数，并计算出燃油指令，再由执行机构操纵供油装置实现对发动机工作状态的控制。涡轴发动机控制系统结构复杂，传感器数目多且工作在高温及强振动恶劣环境中，是系统中最不可靠的控制元件之一。因此，在发动机工作过程中，需要及时准确地诊断出传感器的错误，并重构故障传感器正确的信号。

早在上世纪70年代，国外就已开始研发用于发动机控制系统的解析余度技术。……