航空发动机涡轮叶片温度测量修正方法研究

作者： 李昶威   温德丰   景帅   来源： 科技创新与应用 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 温度偏离机理   涡轮叶片   热平衡模型   温度修正方法  

描述： 文章介绍了热电偶温度测量技术,探讨三种传热方式对热电偶涡轮叶片壁面温度测量结果的影响,研究测量结果偏离被测点温度机理。综合考虑三种传热方式,建立热电偶温度测量热平衡模型。根据计算式建立热平衡方程组,求解被测点温度,获得温度测量修正方法。

航空带垫卡箍刚度及阻尼特性分析与试验验证

作者： 刘学峰   张源麟   张德聪   于涛   高培鑫   来源： 航空动力学报 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 管路系统   振动响应   支撑刚度   阻尼特性   带垫卡箍  

描述： 研制了带垫卡箍刚度测试装置，分别对不同规格卡箍线刚度和扭转刚度进行了测量，并将卡箍刚度测量数值引入卡箍-管路系统有限元模型，通过管路固有特性数值计算与试验测试结果对比，误差在5%左右，验证了卡箍刚度参数的准确性。进一步搭建了卡箍阻尼测量系统，通过测量卡箍动态传递率，获得相对应的模态阻尼比，并将卡箍阻尼测量数值引入卡箍-管路系统有限元模型，得到的管路振动响应数值计算结果与试验对比，误差在30%左右，进一步验证了阻尼测量方法的有效性。该方法可以为航空复杂管路系统卡箍支撑的设计提供技术参考。

基于强化健康指数相似度量的航空发动机失效阈值设置

作者： 刘小峰   史长振   黄洪升   柏林   来源： 控制理论与应用 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 失效阈值设置   航空发动机健康监测   退化特征增强   寿命预测   健康指数构建  

描述： 针对航空发动机剩余寿命预测中多监测参数对发动机性能退化表征能力不强及失效阈值设置困难问题,采用强化健康指数相似度量法进行了失效阈值加权设置.该方法首先利用Box–Cox变换增强发动机监测参量与飞行循环间的关联性,再采用降噪自编码器进行退化特征的提取.为了增强退化特征对发动机剩余使用寿命的表征能力,采用多重核典型相关技术构建发动机的统一健康指数(HI).引入全阶时间幂灰色预测模型对全寿命参考发动机HI的失效阈值进行预测,并结合基于KL距离的HI曲线相似度量方法对失效阈值加权融合,以确定测试发动机的失效阈值.试验结果表明,本文提出的失效阈值设置方法充分考虑了航空发动机性能退化过程的个体差异性与相似性,克服了传统失效阈值的主观设置问题,有效地提高了航空发动机RUL的预测精度,为实现航空发动机的健康管理提供一种新思路与手段.

航空发动机排气温度基线建模新方法研究

作者： 刘渊   余映红   田彦云   王奕首   卿新林   王锦涛   来源： 推进技术 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机   支持向量回归机   排气温度   基线模型   堆叠降噪自编码器  

描述： 为实现航空发动机气路性能诊断与预测，提出一种基于堆叠降噪自编码器（Stacked denoising auto encoder,SDAE）和支持向量回归（Support vector regression,SVR）相结合的航空发动机排气温度（Exhaust gas temperature,EGT）基线建模方法。以CFM56-7B发动机实际采集的飞行数据作为原始数据样本，利用SDAE进行数据特征提取和降噪处理后，将提取到的非线性特征作为SVR网络的输入，建立排气温度基线模型。利用同型号的另一台发动机航后数据对所建立的排气温度基线模型进行验证，并与基于单一网络的基线模型进行对比。结果表明，基于SDAE-SVR融合模型的基线建模方法具有更强的鲁棒性和更高的预测精度。

基于融合算法的航空发动机涡轮前温度最优控制

作者： 李杰   李润然   张志新   贾渊杰   孙姣姣   来源： 推进技术 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 非线性规划算法   航空发动机   小生境遗传算法   混合算法   涡轮前温度  

描述： 涡轮前温度是航空发动机的关键控制参数之一，在保持发动机推力不变的前提下，降低涡轮前温度可以有效提高发动机使用寿命，涡轮前温度最优控制是降低涡轮前温度的有效技术途径。本文研究了航空发动机涡轮进口温度的在线优化问题，并根据该优化问题的特点，提出了一种基于小生境遗传算法（NGA）与非线性规划（NLPQL）相结合的混合优化算法。数值仿真研究结果表明，虽然NLPQL计算速度快，但对涡轮进口温度的降低效果较差，NGA具有全局收敛能力，优化效果较好，但计算耗时较长。NGA和NGA-NLPQL混合算法在飞机全飞行包线内可分别降低涡轮前温度27.35K和27.19K，但与NGA相比，NGA-NLPQL混合算法节省了74.6%的计算时间。因此，所提出的NGANLPQL混合算法是一种效果更好、实时性更优的航空发动机涡轮前温度在线优化方法。

航空发动机涡轮叶片温度测量修正方法研究

作者： 李昶威   温德丰   景帅   来源： 科技创新与应用 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 温度偏离机理   涡轮叶片   热平衡模型   温度修正方法  

描述： 文章介绍了热电偶温度测量技术,探讨三种传热方式对热电偶涡轮叶片壁面温度测量结果的影响,研究测量结果偏离被测点温度机理。综合考虑三种传热方式,建立热电偶温度测量热平衡模型。根据计算式建立热平衡方程组,求解被测点温度,获得温度测量修正方法。

航空带垫卡箍刚度及阻尼特性分析与试验验证

作者： 刘学峰   张源麟   张德聪   于涛   高培鑫   来源： 航空动力学报 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 管路系统   振动响应   支撑刚度   阻尼特性   带垫卡箍  

描述： 研制了带垫卡箍刚度测试装置，分别对不同规格卡箍线刚度和扭转刚度进行了测量，并将卡箍刚度测量数值引入卡箍-管路系统有限元模型，通过管路固有特性数值计算与试验测试结果对比，误差在5%左右，验证了卡箍刚度参数的准确性。进一步搭建了卡箍阻尼测量系统，通过测量卡箍动态传递率，获得相对应的模态阻尼比，并将卡箍阻尼测量数值引入卡箍-管路系统有限元模型，得到的管路振动响应数值计算结果与试验对比，误差在30%左右，进一步验证了阻尼测量方法的有效性。该方法可以为航空复杂管路系统卡箍支撑的设计提供技术参考。

基于强化健康指数相似度量的航空发动机失效阈值设置

作者： 刘小峰   史长振   黄洪升   柏林   来源： 控制理论与应用 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 失效阈值设置   航空发动机健康监测   退化特征增强   寿命预测   健康指数构建  

描述： 针对航空发动机剩余寿命预测中多监测参数对发动机性能退化表征能力不强及失效阈值设置困难问题,采用强化健康指数相似度量法进行了失效阈值加权设置.该方法首先利用Box–Cox变换增强发动机监测参量与飞行循环间的关联性,再采用降噪自编码器进行退化特征的提取.为了增强退化特征对发动机剩余使用寿命的表征能力,采用多重核典型相关技术构建发动机的统一健康指数(HI).引入全阶时间幂灰色预测模型对全寿命参考发动机HI的失效阈值进行预测,并结合基于KL距离的HI曲线相似度量方法对失效阈值加权融合,以确定测试发动机的失效阈值.试验结果表明,本文提出的失效阈值设置方法充分考虑了航空发动机性能退化过程的个体差异性与相似性,克服了传统失效阈值的主观设置问题,有效地提高了航空发动机RUL的预测精度,为实现航空发动机的健康管理提供一种新思路与手段.

航空发动机排气温度基线建模新方法研究

作者： 刘渊   余映红   田彦云   王奕首   卿新林   王锦涛   来源： 推进技术 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机   支持向量回归机   排气温度   基线模型   堆叠降噪自编码器  

描述： 为实现航空发动机气路性能诊断与预测，提出一种基于堆叠降噪自编码器（Stacked denoising auto encoder,SDAE）和支持向量回归（Support vector regression,SVR）相结合的航空发动机排气温度（Exhaust gas temperature,EGT）基线建模方法。以CFM56-7B发动机实际采集的飞行数据作为原始数据样本，利用SDAE进行数据特征提取和降噪处理后，将提取到的非线性特征作为SVR网络的输入，建立排气温度基线模型。利用同型号的另一台发动机航后数据对所建立的排气温度基线模型进行验证，并与基于单一网络的基线模型进行对比。结果表明，基于SDAE-SVR融合模型的基线建模方法具有更强的鲁棒性和更高的预测精度。

基于融合算法的航空发动机涡轮前温度最优控制

作者： 李杰   李润然   张志新   贾渊杰   孙姣姣   来源： 推进技术 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 非线性规划算法   航空发动机   小生境遗传算法   混合算法   涡轮前温度  

描述： 涡轮前温度是航空发动机的关键控制参数之一，在保持发动机推力不变的前提下，降低涡轮前温度可以有效提高发动机使用寿命，涡轮前温度最优控制是降低涡轮前温度的有效技术途径。本文研究了航空发动机涡轮进口温度的在线优化问题，并根据该优化问题的特点，提出了一种基于小生境遗传算法（NGA）与非线性规划（NLPQL）相结合的混合优化算法。数值仿真研究结果表明，虽然NLPQL计算速度快，但对涡轮进口温度的降低效果较差，NGA具有全局收敛能力，优化效果较好，但计算耗时较长。NGA和NGA-NLPQL混合算法在飞机全飞行包线内可分别降低涡轮前温度27.35K和27.19K，但与NGA相比，NGA-NLPQL混合算法节省了74.6%的计算时间。因此，所提出的NGANLPQL混合算法是一种效果更好、实时性更优的航空发动机涡轮前温度在线优化方法。