تحلیل حساسیت مشخصه‌های ارتعاشی جهت تشخیص موقعیت عیب نابالانسی جرمی پره بالگرد با استفاده از نمودار توزیع وزن‌های شبکه عصبی خودسازمان‌ده

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجو

2 عضو هیات علمی / دانشگاه صنعتی مالک اشتر

چکیده

یکی از مباحث مهم و موانع توسعه سیستم‌های پایش سلامت وسایل پرنده، حجم بالای داده‌های مورد نیاز جهت صحه‌گذاری و اعتبارسنجی الگوریتم‌ها است. در این پژوهش راهکاری مناسب جهت کاهش تعداد سنسورها، حجم داده‌های مورد نیاز و محاسبات در سیستم پایش سلامت روتور اصلی بالگرد ارائه شده است. بدین منظور، با استفاده از شبکه‌های عصبی خودسازمان‌ده، شیوه‌ای جدید جهت تحلیل حساسیت میان مشخصه‌های استخراج شده از سیگنال‌های ارتعاشی مدل دینامیکی روتور اصلی بالگرد جهت تقلیل داده‌برداری پیشنهاد شده است. در ابتدا با استفاده از یک مدل دینامیکی غیرخطی مفصل بالگرد، سیگنال‌های متناظر با 15 حالت نابالانسی جرمی به عنوان گستره‌ای از عیوب روتور شبیه‌سازی گردیده است. سپس، ۱۶ مشخصه تحلیل سیگنال ارتعاشی از شتاب‌های خطی و زاویه‌ای وارده بر هاب روتور اصلی در حالت دائمی پرواز، از طریق پیش‌پردازش و روابط مربوطه استخراج شده است. در نهایت از طریق یک شبکه عصبی خودسازمان‌ده، نمونه‌های مختلف بانک اطلاعاتی 96 مشخصه ارتعاشی، خوشه‌بندی گردیده و مشخصه‌های مهم و کلیدی جهت استفاده در الگوریتم عیب‌یابی با استفاده از نمودار توزیع وزن مشخصه‌های مختلف معرفی شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Sensitivity Analysis of Vibration Characteristics for Localization of Imbalance Fault of the Helicopter Blade using Weight Distributions of Self-organizing Neural Network

نویسندگان [English]

  • Seyyed Mohammad Mirmohammadi 1
  • Mostafa Khazaee 2
  • Amir Mahdi Shahverd 1
1 دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر
2 Aerospace Complex, MA University of Technology, Tehran, Iran
چکیده [English]

One of the important subjects and barriers to the development of health and usage monitoring systems for air vehicles is the large amount of required data for algorithm validation. In this research, an appropriate solution is proposed to reduce the number of sensors, the volume of data, and the calculations in the helicopter's main rotor health monitoring system. Using the self-organizing neural network, a new algorithm is developed for sensitivity analysis among vibration characteristics that are extracted from the rotor dynamic model to minimize the required data acquisition tests. Firstly,, a comprehensive nonlinear dynamic model of a helicopter is used for the simulation of the signals for 15 imbalance faults as an example of rotor faults. Then, 16 vibration characteristics are calculated and extracted from linear and rotational accelerations of the main rotor hub in steady flight conditions. Finally, different samples of 96 characteristics from this dataset are clustered using a self-organizing neural network, and the effective and key characteristics for fault detection are determined with the weight distribution function of each characteristic.,

کلیدواژه‌ها [English]

  • Health monitoring
  • Neural network
  • Signal processing
  • Sensitivity analysis
  • Signal characteristics