转子系统是航空发动机的核心部分,承担着能量转换和动力输出的重要任务,其健康状况对民航运营的安全性和经济性有重要影响。由于转子系统是一个极其复杂的非线性时变系统,采用人工的方法很难准确的发现、定位和排除故障,因此,本文在分析转子系统典型故障的动力学特性的基础上,研究设计了一套转子故障诊断系统,对转子系统的异常进行快速、准确的诊断。本文参考民航发动机的低压转子系统及其典型故障,建立了滚动轴承-转子系统不平衡、不对中、碰磨及碰磨-不对中耦合四种故障类型下的动力学模型,利用Runge-Kutta方法对以上模型进行求解,根据得到的系统动态响应结果提取相应的故障特征,为转子系统故障诊断的研究提供理论指导作用。本文研究了转子故障诊断系统设计过程中需要解决的关键问题和技术,对几种常用的时频信号分析方法和智能模式识别方法进行对比分析,选取了具有自适应性的非平稳信号分析方法——经验模式分解作为故障诊断系统中信号分析算法,选取具有较高精度和较好泛化能力的遗传算法优化支持向量机作为故障诊断系统中模式识别算法。在以上研究基础上,采用面向对象设计方法,在VC6.0开发环境中,开发了一套航空发动机转子故障诊断系统。根据软件的设计流程,依次进行软件的需求分析、硬件选型、总体结构设计,以及软件数据采集模块、信号分析模块、特征提取模块、模式识别模块和故障诊断数据库管理系统的详细设计与实现。最后,本文利用黑盒测试与白盒测试相结合的方法对转子故障诊断系统进行调试。为保证所设计的转子故障诊断系统的可靠性和准确性,利用转子故障模拟实验台模拟转子系统中的典型故障,验证软件系统的性能,结果表明系统运行稳定、实现了既定的功能,对典型故障的诊断结果令人满意。该系统的设计可为国产大飞机发动机转子故障诊断系统的设计提供可行思路。