基于Online-RBFNN的航空发动机动态模型研究

作者： 王志浩   魏民祥   叶志锋   吴昊   杨佳伟   来源： 重庆理工大学学报(自然科学) 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机   RBFNN   在线学习   动态模型   Online  

描述： 为解决航空发动机在出现性能退化时模型精度下降的问题，提出了一种基于在线径向基函数神经网络(online radial basis function neural network, Online-RBFNN)的航空发动机动态模型。采用连续K均值(K-Means)算法和FTRL(follow the regularized leader)在线学习算法，对典型RBFNN进行改进，实现在线学习功能。以某型涡扇发动机正常退化数据为原始样本，建立低压涡轮机(low pressure turbine, LPT)出口总温度动态模型，并与其他多种算法建立的模型进行对比，动态模型的平均绝对误差、均方根误差和校正决定系数分别为0.59、1.7和0.997 8;将所建立的动态模型在同型号但不同飞行包线区域、不同退化形式的发动机运行数据上进行测试，模型输出结果的误差可分别控制在[-9,8]K和[-10,9]K范围内。研究结果表明，基于Online-RBFNN的动态模型能有效避免模型精度下降的问题，且具有良好的自适应能力。

两种PI控制器在航空发动机喷口喉道面积控制回路中的应用研究

作者： 杨艳婷   杨刚   黄金泉   高亚辉   来源： 2014 IEEE Chinese Guidance, Navigation and Control Conference(IEEE CGNCC 2014) 年份： 2016 文献类型 ： 会议论文 关键词： 航空发动机控制　　位置式控制　　增量式控制  

描述： 本文对位置式的和增量式的喷口喉道面积控制器在航空发动机控制回路应用效果进行了分析研究。首先从两种控制器的原理上进行了对比分析,随后针对实际使用情况分别对两个控制器进行改进,最终以某型发动机喷口控制回路为例进行仿真,验证了改进后两种控制器的有效性。

两种PI控制器在航空发动机喷口喉道面积控制回路中的应用研究

作者： 杨艳婷   杨刚   黄金泉   高亚辉   来源： 2014中国制导、导航与控制学术会议 年份： 2016 文献类型 ： 会议论文 关键词： 航空发动机控制　　位置式控制　　增量式控制  

描述： 本文对位置式的和增量式的喷口喉道面积控制器在航空发动机控制回路应用效果进行了分析研究。首先从两种控制器的原理上进行了对比分析，随后针对实际使用情况分别对两个控制器进行改进，最终以某型发动机喷口控制回路为例进行仿真，验证了改进后两种控制器的有效性。

航空发动机传感器信号重构的K-ELM方法

作者： 尤成新   鲁峰   黄金泉   来源： 航空动力学报 年份： 2017 文献类型 ： 期刊 关键词： 传感器信号重构   留一交叉验证方法   航空发动机   核参数   核极限学习机  

描述： 针对航空发动机传感器信号重构,提出了评价核极限学习机(K-ELM)模型性能的一种快速留一交叉验证方法.结果表明:该方法可以避免原始的留一验证方法 N次模型的显式训练,将计算复杂度降低为原来的1/N(N为样本数目).该算法可以快速准确评价核极限学习机的性能,为核极限学习机确定最优的核参数.

航空发动机推力衰退缓解的神经网络控制

作者： 闫召洪   仇小杰   黄金泉   鲁峰   来源： 航空动力学报 年份： 2021 文献类型 ： 期刊 关键词： 神经网络控制   变增量线性规划(LP)优化   性能退化   推力缓解控制   涡扇发动机  

描述： 针对航空发动机气路部件性能退化导致的推力下降问题,提出一种基于变增量线性规划(LP)优化神经网络控制方法用于航空发动机推力衰退缓解控制。该方法通过内环控制转速和发动机压比,外环修正发动机指令信号以缓解发动机推力衰退。其中内环非线性自回归滑动平均(NARMA-L2)转速控制器由神经网络训练得到;外环指令修正回路利用变增量LP优化方法调整发动机指令信号。以某型小涵道比涡扇发动机为对象进行仿真验证,结果表明,在4组仿真条件下,设计的控制方法在保证性能退化的发动机不超限的条件下使推力衰退至少缓解了46.5%,验证了该方法的有效性。

航空发动机气路故障诊断研究现状与展望

作者： 黄金泉   王启航   鲁峰   来源： 南京航空航天大学学报 年份： 2021 文献类型 ： 期刊 关键词： 数据驱动   航空发动机   信息融合   性能退化   气路故障诊断   机理模型  

描述： 航空发动机气路故障诊断是通过对发动机系统、部件的气路参数进行分析,以识别气路部件性能退化或故障的主动过程,是提高飞行安全性和可靠性、降低发动机维修成本的重要途径,当前已成为飞行推进技术研究领域的热点。本文较为详尽地阐述了发动机气路故障诊断技术的发展历程;讨论了发动机气路故障诊断的主要方法,包括基于线性/非线性模型的诊断方法、基于数据驱动的诊断方法、基于信息融合的诊断方法等,评述了这些方法的优缺点;最后指出了气路故障诊断技术中的关键技术和难点,并对未来的发展趋势进行了展望。

基于融合EKF的航空发动机气路性能健康预测

作者： 陶金伟   黄一桓   鲁峰   黄金泉   来源： 测控技术 年份： 2018 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机   融合滤波估计   性能健康预测   扩展卡尔曼滤波器   气路部件  

描述： 针对集中式滤波算法存在计算效率不高、容错性差,引入融合滤波的思想,提出采用非线性融合的联邦式扩展卡尔曼滤波器进行发动机气路健康性能预测。子滤波器根据量测参数完成发动机部分健康性能的局部估计,主滤波根据子滤波器估计参数完成融合滤波估计,并将状态估计值和协方差反馈至子滤波器用于下一步健康预测。通过某型涡扇发动机仿真表明:融合EKF滤波器能准确地预测发动机的健康状态,估计稳定收敛时间短、计算时间短、效率高。

航空发动机传感器故障隔离与气路健康估计方法

作者： 陶金伟   鲁峰   黄金泉   来源： 自动化应用 年份： 2018 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机   健康估计   扩展卡尔曼滤波器   传感器故障隔离  

描述： 介绍民用大涵道比涡扇发动机气路健康估计原理,阐述基于联邦式EKF的传感器故障隔离逻辑,并对民用涡扇发动机气路性能健康估计进行仿真。

航空发动机气路故障诊断的SANNWA-PF算法

作者： 许梦阳   黄金泉   鲁峰   来源： 航空动力学报 年份： 2018 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机   故障诊断   自适应   粒子滤波   神经网络   非高斯噪声  

描述： 针对航空发动机非线性、非高斯的特点,提出一种用于航空发动机气路故障诊断的自适应神经网络权值调整粒子滤波(SANNWA-PF)算法。该算法根据粒子分布情况确定分裂和调整的粒子数目,进而根据粒子权重采用正态分布的方式进行分裂,采用反向传插(BP)神经网络进行权值调整,缓解了粒子的退化和贫化,具有更强的自适应性能和跟踪能力。通过一维非线性跟踪模型和航空发动机气路故障诊断仿真研究表明:SANNWA-PF算法具有良好的非高斯性能,相对粒子滤波一维非线性追踪模型估计精度提高约21%,航空发动机气路故障诊断在高斯噪声和非高斯噪声下分别提高约30%和26%,诊断速度分别提高约7倍和10倍。

基于自适应拟合建模的航空发动机健康参数估计

作者： 顾嘉辉   鲁峰   黄金泉   强子健   来源： 传感器与微系统 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 商用航空发动机   卡尔曼滤波   状态变量模型   气路健康参数   自适应拟合建模  

描述： 针对航空发动机各部件会发生性能缓慢退化,而现有的发动机线性模型建模方法无法在全寿命期限内满足精度要求,导致滤波算法对健康参数的估计误差随着飞行循环数的增加而增加的问题,提出自适应拟合的方法建立包含健康参数的状态变量模型(SVM),并设计卡尔曼滤波器进行健康参数估计。方法利用上一个采样周期内健康参数的估计值实时更新健康参数相关系数矩阵,以提高线性模型的精度。以某型商用航空发动机部件级模型为基础,在设计巡航点采用提出的方法建立线性变参数模型。通过相似换算,在多个飞行状态点,进行数字仿真性能缓慢退化过程。经验证:相比改进拟合法,基于所提建模方法的卡尔曼滤波器能较大地提高对健康参数的估计精度,同时具有较好的实时性。