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书 书 书测控技术２０２３ 年第 ４２ 卷第 ８ 期试验与测试 　收稿日期 ： ２０２２ －１１ －１９基金项目 ： 陕西省自然科学基金项目 （ ２０２１ＪＱ０８１ ）； 太仓市基础研究计划项目 （ ＴＣ２０２０ＪＣ１４ ）引用格式 ： 杨望东 ， 周 ， 郭一涵 ． 航空液压系统故障模拟试验台设计 ［ Ｊ ］ ． 测控技术 ， ２０２３ ， ４２ （ ８ ）： ２２ －３０．ＹＡＮＧ Ｗ Ｄ ， ＺＨＯＵ Ｙ ， ＧＵＯ Ｙ Ｈ． Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｆａｕｌｔ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ Ｔｅｓｔ Ｂｅｎｃｈ ｆｏｒ Ａｖｉａｔｉｏｎ Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ Ｓｙｓｔｅｍ ［ Ｊ ］ ． Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ＆ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ， ２０２３ ， ４２ （ ８ ）： ２２ －３０．航空液压系统故障模拟试验台设计杨望东１ ， 周　 ２ ， 郭一涵３（ １． 空装驻西安地区第八军事代表室，陕西西安 　 ７１００６５ ； ２． 航空工业第一飞机设计研究院，陕西西安 　 ７１００８９ ；３． 西北工业大学民航学院，陕西西安 　 ７１００７２ ）摘要 ： 飞机液压系统故障诊断是飞机故障预测与健康管理 （ Ｐｒｏｇｎｏｓｔｉｃｓ ａｎｄ Ｈｅａｌｔｈ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ， ＰＨＭ ） 领域的难点 。 随着液压系统向高压化方向发展 ， 其渗漏 、 增温 、 压力脉动导致的管道断裂 ， 以及回油压力过高等诸多液压系统的致命故障发生的概率增加 。 通过液压系统试验台构成分析及仿真验证 ， 建立了完善的飞机液压系统故障模拟试验台 。 制订液压系统故障模拟试验方案 ， 在模拟试验台完成试验 。 采集正常状态 、 不同工况 、 预置故障试验和加速寿命试验的数据 ， 获得可靠的飞机液压系统关键征兆参数 。通过对比分析不同工况数据的时频特征 ， 确定均方根可用于时域故障特征分析 ， 小波包能量谱可用于频域故障特征分析 。 利用时频故障特征 ， 通过正常及预置故障试验数据 ， 验证了所提出的检测方法的有效性 。关键词 ： 航空液压系统 ； 故障诊断 ； 故障模拟试验台 ； 小波包能量谱中图分类号 ： Ｖ２６３． ６　 　 文献标志码 ： Ａ　 　 文章编号 ： １０００ －８８２９ （ ２０２３ ） ０８ －００２２ －０９ｄｏｉ ： １０． １９７０８／ ｊ． ｃｋｊｓ． ２０２３． ０８． ００４Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｆａｕｌｔ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ Ｔｅｓｔ Ｂｅｎｃｈ ｆｏｒ Ａｖｉａｔｉｏｎ Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ＳｙｓｔｅｍＹＡＮＧ Ｗａｎｇｄｏｎｇ １ 牞 ＺＨＯＵ Ｙａｎｇ ２ 牞 ＧＵＯ Ｙｉｈａｎ ３牗１． Ｔｈｅ ８ｔｈ Ｍｉｌｉｔａｒｙ Ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅ Ｏｆｆｉｃｅ ｏｆ ｔｈｅ Ａｉｒ Ｆｏｒｃｅ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｉｎ Ｘｉａｎ牞 Ｘｉ ａｎ ７１００６５牞 Ｃｈｉｎａ牷２． ＡＶＩＣ Ｔｈｅ Ｆｉｒｓｔ Ａｉｒｃｒａｆｔ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ牞 Ｘｉ ａｎ ７１００８９牞 Ｃｈｉｎａ牷３． Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｉｖｉｌ Ａｖｉａｔｉｏｎ牞 Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔｅｒｎ Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ牞 Ｘｉ ａｎ ７１００７２牞 Ｃｈｉｎａ牘Ａｂｓｔｒａｃｔ牶Ｆａｕｌｔ ｄｉａｇｎｏｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ａｖｉａｔｉｏｎ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ａ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ ｐｒｏｂｌｅｍ ｉｎ ｔｈｅ ｆｉｅｌｄ ｏｆ ａｉｒｃｒａｆｔ ｐｒｏｇｎｏｓｔｉｃｓ ａｎｄ ｈｅａｌｔｈ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ 牗 ＰＨＭ牘 ． Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｓｙｓｔｅｍ ｔｏｗａｒｄｓ ｈｉｇｈ ｐｒｅｓｓｕｒｅ牞 ｔｈｅｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｆａｔａｌ ｆａｉｌｕｒｅｓ ｏｆ ｍａｎｙ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｓｙｓｔｅｍｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｓ牞 ｓｕｃｈ ａｓ ｐｉｐｅｌｉｎｅ ｆｒａｃｔｕｒｅ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｌｅａｋａｇｅａｎｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ牞 ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｐｕｌｓａｔｉｏｎ牞 ａｎｄ ｈｉｇｈ ｒｅｔｕｒｎ ｏｉｌ ｐｒｅｓｓｕｒｅ． Ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆｔｈｅ ｔｅｓｔ ｂｅｎｃｈ ａｎｄ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ牞 ａ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｆａｕｌｔ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｔｅｓｔ ｂｅｎｃｈ ｆｏｒ ｔｈｅ ａｉｒｃｒａｆｔ ｈｙｄｒａｕｌｉｃｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ． Ａ ｆａｕｌｔ ｔｅｓｔ ｐｌａｎ ｆｏｒ ｔｈｅ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｆｏｒｍｕｌａｔｅｄ牞 ａｎｄ ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｉｓ ｃｏｍｐｌｅｔｅｄ ｏｎ ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｔｅｓｔ ｂｅｎｃｈ． Ｒｅｌｉａｂｌｅ ｋｅｙ ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｔｈｅ ａｉｒｃｒａｆｔ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｓｙｓｔｅｍ ａｒｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｂｙ ｃｏｌｌｅｃｔｉｎｇ ｄａｔａ ｆｒｏｍ ｎｏｒｍａｌ ｓｔａｔｅ牞 ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｗｏｒｋｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ牞 ｐｒｅｓｅｔ ｆａｕｌｔ ｔｅｓｔｓ ａｎｄ ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ ｌｉｆｅ ｔｅｓｔｓ． Ｂｙ ｃｏｍｐａｒｉｎｇ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｔｈｅ ｔｉｍｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｄａｔａ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｗｏｒｋｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ牞 ｉｔ ｉｓ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｒｏｏｔ ｍｅａｎ ｓｑｕａｒｅ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ａｎａｌｙｚｅ ｔｈｅ ｔｉｍｅｄｏｍａｉｎ ｆａｕｌｔ ｆｅａｔｕｒｅｓ牞 ａｎｄ ｔｈｅ ｅｎｅｒｇｙ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｏｆ ｗａｖｅｌｅｔ ｐａｃｋｅｔ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｄｏｍａｉｎ ｆａｕｌｔ ｆｅａｔｕｒｅ ａｎａｌｙｓｉｓ． Ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｔｉｍｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｆａｕｌｔｆｅａｔｕｒｅｓ ａｎｄ ｎｏｒｍａｌ ａｎｄ ｐｒｅｓｅｔ ｆａｕｌｔ ｔｅｓｔ ｄａｔａ牞 ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｖｅｒｉｆｉｅｄ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ牶ａｖｉａｔｉｏｎ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｓｙｓｔｅｍ牷 ｆａｕｌｔ ｄｉａｇｎｏｓｉｓ牷 ｆａｕｌｔ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｔｅｓｔ ｂｅｎｃｈ牷 ｅｎｅｒｇｙ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｏｆ ｗａｖｅｌｅｔｐａｃｋｅｔ· ２ ２ ·