1、燃氣輪機氣路故障對燃氣輪機的安全性與經(jīng)濟性影響極其明顯，國內(nèi)外始終將氣路故障診斷作為燃氣輪機視情維修的重點研究內(nèi)容。在進行燃氣輪機氣路故障診斷的過程中，傳感器測量數(shù)據(jù)的可靠性是保證燃氣輪機狀態(tài)評估合理性的前提。對燃氣輪機傳感器的工作性能進行檢測，保證傳感器測量參數(shù)的可靠性，繼而進行燃氣輪機的氣路狀態(tài)監(jiān)測具有重要的工程應用價值。本文研究了卡爾曼濾波器在燃氣輪機傳感器和氣路故障診斷中的應用技術，具體的工作如下：
　?。?）建立分軸燃氣

2、輪機的狀態(tài)空間模型。針對狀態(tài)空間模型穩(wěn)態(tài)精度低的問題，采用分步擬合法建立燃氣輪機的狀態(tài)空間模型，同時針對不同階躍量對狀態(tài)空間模型的影響進行對比分析。結果表明，階躍量為±0.5％時對應的平均矩陣求出的狀態(tài)空間模型的精度較高，穩(wěn)態(tài)誤差不超過0.21%，其在穩(wěn)態(tài)工況點附近的線性化范圍是-1%到1%。同時分析表明狀態(tài)空間模型是能控、能觀并且穩(wěn)定的。針對燃氣輪機部件的性能衰退問題，將健康參數(shù)添加到狀態(tài)空間模型中，采用單純形法建立燃氣輪機的擴展狀態(tài)

3、空間模型。結果表明，擴展狀態(tài)空間模型與非線性模型的穩(wěn)態(tài)輸出之間的誤差小于0.02%，能夠表征燃氣輪機的性能衰退。
　　（2）對燃氣輪機狀態(tài)空間模型進行離散化處理，構建卡爾曼濾波器。針對卡爾曼濾波器參數(shù)對濾波效果的影響問題，采用控制變量法，應用不同系統(tǒng)噪聲協(xié)方差和測量噪聲協(xié)方差下的卡爾曼濾波器對燃氣輪機的測量參數(shù)進行估計，并對濾波效果進行對比分析，確定出合適的系統(tǒng)噪聲協(xié)方差和測量噪聲協(xié)方差。
　?。?）卡爾曼濾波器在燃氣輪機傳

4、感器故障診斷中的應用研究。針對燃氣輪機傳感器故障特征的提取問題，對濾波殘差信號的統(tǒng)計特性進行對比分析，采用濾波殘差加權平方和對濾波殘差進行歸一化處理，提取出燃氣輪機傳感器的故障特征。針對故障指示信號的不規(guī)則擾動問題，采用移動平均法對故障指示信號進行平滑處理，結果表明，平滑后的故障指示信號有效的降低了不規(guī)則擾動的影響。針對燃氣輪機傳感器常見的故障：恒偏差、漸變型和突變型故障，分別設計卡爾曼濾波器組對燃氣輪機單傳感器故障和雙傳感器故障進行檢

5、測與隔離研究，結果表明，卡爾曼濾波器組能夠?qū)崿F(xiàn)燃氣輪機傳感器故障的檢測與隔離。
　?。?）卡爾曼濾波器在燃氣輪機氣路故障診斷中的應用研究。針對測量噪聲所導致的測量數(shù)據(jù)不確定性的問題，將燃氣輪機擴展狀態(tài)空間模型中的健康參數(shù)添加到狀態(tài)變量中，得到增廣的狀態(tài)空間模型，以此為基礎構建出卡爾曼濾波器。通過對測量數(shù)據(jù)濾波處理，結果表明，卡爾曼濾波器能夠有效降低測量噪聲的影響并提高診斷精度。針對燃氣輪機中常見的部件故障：壓氣機故障和渦輪故障進行