某型涡扇发动机半实物仿真系统设计

本文研究了虚拟仪器技术在某型涡扇发动机半实物仿真系统中的应用,介绍了基于虚拟仪器技术的系统硬件结构设计、软件结构设计。该系统能完成涡扇发动机的静态和动态过程的半实物仿真实验,且具有高测试精度、高可靠性、人机交互性好等特点。实验结果表明该实验系统具有很大的实用价值,能满足科研工作的需要。     

某型涡扇发动机半实物仿真系统设计

本文研究了虚拟仪器技术在某型涡扇发动机半实物仿真系统中的应用,介绍了基于虚拟仪器技术的系统硬件结构设计、软件结构设计.该系统能完成涡扇发动机的静态和动态过程的半实物仿真实验,且具有高测试精度、高可靠性、人机交互性好等特点.实验结果表明该实验系统具有很大的实用价值,能满足科研工作的需要.     

基于数据融合的某涡扇发动机给定转速研究

针对试验室无法设计实现机械连动装置确定某涡扇发动机给定转速,在研究分析某涡扇发动机转速控制系统的工作机理和影响该型发动机给定转速因素的基础上,提出了一种确定该型发动机给定转速的数据融合算法。通过对基于数据融合确定的给定转速试验,结果表明:提出的数据融合算法结构简单、计算简便、计算结果的相对误差都在1%以内,将其用于确定某涡扇发动机的给定转速是完全可行的。     

航空发动机转子弹性支承动应力测试技术

对带弹性支承航空发动机转子的一种振动测试技术进行了研究,阐述了利用电阻应变电测法通过在转子鼠笼式弹性支承的弹条根部粘贴应变计进行动应力测试,从而获取转子振动信号的测试原理和测试方法.通过弹性支承动应力测试技术在转子动力特性试验和转子故障诊断中的应用,论证了该测试技术是转子振动测试的一种有效方式,得出了弹性支承动应力测试技术不仅能作为航空发动机带弹性支承转子动特性的常规测试手段,亦能为转子系统故障诊断提供故障识别依据.     

民航涡扇发动机故障诊断的人工神经网络方法仿真研究

民用航空发动机故障诊断的方法很多，而各种方法在具体操作过程中有着不同的作用和意义。本文提出一种依靠人工神经网络方法研究民航发动机各种故障征兆影响因素的作用程度，并利用其仿真数据分析，找出具体工况过程中作用相对较大的因素。从而在适时与视情维修过程中提出合理的建议，以便为相应维修方法的实施、改进和研究应用提供可靠的依据。     

某涡扇发动机最小油耗模式性能优化算法研究

针对发动机安全性、减少油耗、降低热应力问题,研究某型涡扇发动机非线性数学模型,在满足发动机各部件物理约束条件和推力相等的条件下,采用遗传算法就巡航状态下耗油率最低,对性能指标进行寻优,寻优过程用GAlib类库的遗传算法和涡扇发动机非线性数学模型结合编程实现.在地面及空中巡航状态下分别进行仿真,在推力相等的条件下,地面巡航状态的耗油率在优化后比优化前降低了13.8%,空中巡航状态的耗油率在优化后比优化前降低了9.45%.研究表明:遗传算法适用于像涡扇发动机巡航状态性能寻优这样大规模、高度非线性及无解析表达式的性能优化.     

航空涡扇发动机加力供油系统排故测试技术

采用传统测试技术对航空涡扇发动机可测量参数较少,导致排故测试精准度较低,针对该问题,提出了航空涡扇发动机加力供油系统排故测试技术。依据航空涡扇发动机加力供油系统结构,分析加力供油系统工作原理。通过分析加力外涵计量活门位置的异常波动情况,确定加力外涵供油流量不足原因。列出故障树,根据故障原因分析结果,确认线性可变差动变压器摩擦力异常。研究线性可变差动变压器结构,使用F150型号的内窥镜观察变压器底部存在的金属堆积物,完成加力供油系统计量活门摆动排故测试。根据加力启动供油装置,分析具体故障原因,并计算启动过程中损失的压力大小,获取航空涡扇发动机工作喷嘴燃油流量。对比分析模拟关闭电磁活门时的油泵出口压力和实际压力,排除加力供油系统启动点火故障。由实验结果可知,该技术测试精准度较高,最高可达到0.9815,为系统稳定工作裕度提供支持。     

基于PXI总线的航空发动机附件测试系统设计

简要介绍PXI总线技术的发展状况及其优越性,设计了基于PXI总线技术的航空发动机附件试验台测试系统的软件框架和硬件组成.本系统具有实时性、交互性和网络化的特点.实践证明系统运行稳定可靠且操作简便达到设计要求.     

一种涡扇发动机加速过程仿真研究方法

研究飞机飞行状态优化,取决于发动机的稳定控制.影响发动机性能的是加速器的控制稳定状态.为了研究某型航空发动机加速过程及加速控制系统性能,提出了分别独立建立涡扇发动机加速控制系统的AEMSitn数学模型和涡扇发动机的AMESet数学模型,并在AMESim软件平台上对控制系统模型和发动机模型进行联合仿真的仿真研究方法.仿真研究结果表明,所建立的联合仿真模型的动静态特性良好,仿真精度高,具有较高的置信度.机械液压式加速控制器能够顺利完成发动机加速过程控制,各项参数变化符合设计要求.提出的仿真研究方法能够成功仿真涡扇发动机加速过程,可为产品的设计提供有价值的参考.     

弹用涡扇发动机虚拟试验平台研究

根据弹用涡扇发动机的研制特点,提出了弹用涡扇发动机虚拟试验平台的总体方案,根据总体方案构建了平台的总体框架;以平台的有代表性的子平台为对象,如弹用涡扇发动机总体性能虚拟试验子平台、涡轮气动虚拟试验子平台,进行了平台的研究和搭建;为了对发动机性能进行评估,也研制了一套总体性能故障诊断系统;文中通过应用实例,验证了子平台的虚拟试验结果和故障诊断系统,表明了子平台和故障诊断系统的可用性和有效性。     

大型远程客机涡扇发动机过热检测方法研究

研究大型远程客机涡扇发动机过热检测优化问题;传统的大型远程客机涡扇发动机过热检测方法不能有效过滤外界干扰因素,飞机发动机过热检测的准确性较差;为实现大型远程客机涡扇发动机过热的准确检测,提出一种基于随机集与结果残差修正的融合先验知识的大型远程客机涡扇发动机过热诊断方法。对测量数据进行处理获取发动机过热的特征值,得到发动机过热证据可信度分配,并将其表示为证据的随机集形式,利用残差修正理论对计算误差进行调整,计算调整后的证据与先验信息之间的倾斜度,并依据决策规则得到发动机过热的诊断决策,提高检测准确率;结果表明,该方法的诊断正确率达到90%以上,具有很强的实际应用价值。     

基于部件参数估计的航空发动机故障预测技术研究

为了满足新一代航空发动机对故障预测与健康管理系统的需求,针对气路故障预测问题,以某型双转子、双涵道涡轮风扇发动机为对象,研究了把性能健康参数作为状态量扩展至状态方程,利用卡尔曼滤波器对状态变量进行估计,以估计出健康参数;并以该健康参数为基础,预测发动机的气路故障;最后以某涡扇发动机数学模型作为仿真对象,以H=15 km、Ma=1.6为仿真设计点,利用该工作点的线性状态方程设计了扩展卡尔曼滤波器,对健康参数进行了估计。仿真结果表明,状态估计器能够快速、较为准确地估计发动机的性能退化系数,从而能够较为准确地预测故障发生的时间,为航空装备的保障提供理论依据。     

基于动态补偿的小型涡扇发动机滑模控制

该文针对小型涡扇发动机的强非线性的特点,在状态空间模型基础上引入非线性项,在传统的滑模控制基础上引入状态动态补偿,基于非线性模型设计了稳态调节控制器和输出转速跟踪控制器,在理论上证明了该设计方法的有效性,研究表明上述控制器响应速度快、控制鲁棒性好。并以DGEN380发动机为仿真研究对象,对上述控制器进行仿真,仿真结果验证了该设计方法的有效性。     

带约束卡尔曼滤波对涡扇发动机状态估计

提出了一种加入线性不等式约束的卡尔曼滤波方法,并用于涡扇发动机的健康状况估计。涡扇发动机数字模型包含10个状态变量、12个量测量、6个控制输入量以及8个健康状况参数。不等式约束不仅保证了状态变量估计在用户自定义的范围内随时间变化平稳缓慢,而且还提高了滤波计算效率,改善了滤波估计精度。同时系统还允许滤波器沿确定的方向修正状态变量估计,以保持状态变量真值恒定。对比传统的无约束卡尔曼滤波,线性化滤波结果显示,该方法对涡扇发动机的健康状况估计尤其行之有效。     

似然K均值聚类用于涡扇发动机气路故障诊断

[K]均值聚类算法是聚类领域最知名的方法之一,然而[K]均值聚类完全依赖欧式距离进行聚类,忽略了样本特征离散程度对聚类结果的影响,导致聚类边缘样本容易被误聚类,且算法易局部收敛,聚类准确率较低。针对传统[K]均值聚类算法的不足,提出了似然[K]均值聚类算法,对于每个聚类的所有样本考虑每个维度样本特征的离散程度信息,分别计算样本属于某一聚类的似然概率,能够有效提高聚类准确率。在人造数据集和基准数据集验证了似然[K]均值聚类算法的优越性,将其应用于涡扇发动机气路部件故障以及传感器故障的模式识别,验证了该算法在涡扇发动机故障诊断中的实用性和有效性。     

基于价值工程的行星齿轮传动设计专家系统

把价值工程和专家系统结合起来,开创了一种新型的机械设计方法,应用于ＮＧＷ型行星减速器中去,并开发了相应的软件ＮＧＷＤＥＳ。在实际 子中得到了令人满意的结果。这种思想和方法无疑对其它机械产品的设计也有一定的借鉴意义。     

低红外特征涡扇发动机性能参数多目标优化设计方法

为了在发动机设计阶段降低涡扇发动机的红外辐射强度,建立了一种外涵引气冷却排气系统高温壁面的优化技术,开展了带外涵引气冷却的低红外特征涡扇发动机总体性能优化设计方法研究。首先,建立了带外涵引气冷却的涡扇发动机总体性能计算模型,并分析了非加力状态下引气量对发动机性能参数的影响;其次,提出了基于序列二次规划算法的设计参数多目标优化方法,优化的目标包括高单位推力、低单位油耗和低红外辐射强度;最后,基于以上模型和方法,对设计点非加力情况下的涡扇发动机设计参数进行多目标优化。研究结果表明,相较于传统的涡扇发动机设计参数选取,带外涵引气冷却的涡扇发动机具有更低的红外特性,并且经过多目标优化后,带外涵引气冷却的涡扇发动机在兼顾低红外特征的同时具有更优的总体性能。     

某型涡扇发动机分段线性化模型的建立

基于某型涡轮风扇发动机非线性动态模型,建立并实现了该发动机的分段线性化模型.介绍了拟合法建立涡轮风扇发动机线性状态空间模型的建模方法,并以发动机高压转子转速为参考参数选取发动机的稳态工作点,分别求取了这些工作点处的线性状态空间模型.以这些线性状态空间模型为基础,在Simulink仿真平台下,采用S-function模块建立了分段线性化发动机模型,并实时地对模型进行求解,得到所需要的高低压转子转速、涡轮落压比以及燃烧室温度等发动机参数.分段线性化模型与非线性模型的仿真结果比较表明此种建模方法输出精度高,能够很好的反映该型发动机的特性.