本文關(guān)鍵詞：渦扇發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)傳感器信號重構(gòu)方法研究

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【摘要】：傳感器信號重構(gòu)是提高航空發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)可靠性的重要基礎(chǔ)。本文以某型大涵道比分開排氣渦扇發(fā)動機(jī)為對象,在建立其部件級模型的基礎(chǔ)上,通過提高模型計算效率,研究基于部件級模型的控制系統(tǒng)傳感器信號重構(gòu)方法。采用部件法,建立了大涵道比渦扇發(fā)動機(jī)非線性模型。建模時對內(nèi)、外涵風(fēng)扇分開建模,并考慮發(fā)動機(jī)引放氣影響。開展了多點穩(wěn)態(tài)仿真及慢車以上動態(tài)仿真,仿真結(jié)果驗證了所建部件級模型的合理性,為傳感器信號重構(gòu)方法研究奠定了基礎(chǔ)�；谝呀⒌牟考壞Ｐ�,從減少單次流路計算耗時和減少流路計算次數(shù)兩方面研究提高計算實時性的方法。在VC++6.0平臺下,采用多媒體定時器測試并分析各計算模塊耗時,確定影響單次流路計算實時性的關(guān)鍵因素。通過建立氣體熱力屬性插值表,結(jié)合折半查找和記錄位置查找法,在不損失模型計算精度的前提下,使單次流路計算耗時減少80%,在3.3GHz Intel CPU硬件仿真平臺下單次流路計算耗時0.02ms。分析Broyden法和Newton-Raphson法兩種迭代求解方法對流路計算次數(shù)的影響,仿真結(jié)果表明Broyden法能顯著提高計算效率,流路運行次數(shù)小于Newton-Raphson法。針對發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)氣路傳感器信號重構(gòu)的需求,提出一種新的傳感器信號重構(gòu)方法,通過精簡與改進(jìn)部件級模型,利用有效傳感器測量值,采用氣動熱力學(xué)計算方法重構(gòu)故障傳感器測量值。以某大涵道比渦扇發(fā)動機(jī)為對象,針對相應(yīng)傳感器制定信號重構(gòu)子方案,實現(xiàn)傳感器信號重構(gòu)。與采用部件級模型重構(gòu)傳感器信號相比,本方案縮短計算流路,減少迭代求解變量,提高了重構(gòu)實時性。在168MHz STM32F407硬件平臺下,最大重構(gòu)耗時為9ms。重構(gòu)結(jié)果與試驗數(shù)據(jù)相比,穩(wěn)態(tài)重構(gòu)誤差小于2%,動態(tài)重構(gòu)誤差小于5%。
【關(guān)鍵詞】：渦扇發(fā)動機(jī) 部件級模型 實時性 Broyden法 信號重構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：V233.7
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 注釋表及下標(biāo)11-12
• 第一章 緒論12-19
• 1.1 研究背景與意義12-13
• 1.2 國內(nèi)外研究狀況13-17
• 1.2.1 基于機(jī)載模型的傳感器信號重構(gòu)技術(shù)13-14
• 1.2.2 部件級模型用于傳感器信號重構(gòu)面臨的挑戰(zhàn)14-15
• 1.2.3 發(fā)動機(jī)部件級建模技術(shù)15-17
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容及章節(jié)安排17-19
• 第二章 大涵道比渦扇發(fā)動機(jī)部件級模型19-39
• 2.1 大涵道比渦扇發(fā)動機(jī)概述19-21
• 2.1.1 大涵道比渦扇發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)特點19-20
• 2.1.2 大涵道比渦扇發(fā)動機(jī)性能發(fā)展趨勢20-21
• 2.2 部件級模型建模方法21-25
• 2.2.1 建模對象21-22
• 2.2.2 建模假設(shè)22-23
• 2.2.3 變比熱法簡介23-25
• 2.3 部件級數(shù)學(xué)模型25-32
• 2.3.1 進(jìn)氣道25
• 2.3.2 低壓壓氣機(jī)25-26
• 2.3.3 高壓壓氣機(jī)26-27
• 2.3.4 燃燒室27-28
• 2.3.5 高壓渦輪28-30
• 2.3.6 低壓渦輪30
• 2.3.7 內(nèi)涵噴管30-31
• 2.3.8 外涵風(fēng)扇31
• 2.3.9 外涵道31-32
• 2.3.10 外涵噴管32
• 2.4 發(fā)動機(jī)整機(jī)模型32-35
• 2.4.1 整機(jī)性能計算32
• 2.4.2 穩(wěn)態(tài)仿真算法32-34
• 2.4.3 動態(tài)仿真算法34-35
• 2.5 仿真結(jié)果35-38
• 2.5.1 穩(wěn)態(tài)仿真35-37
• 2.5.2 動態(tài)仿真37-38
• 2.6 本章小結(jié)38-39
• 第三章 部件級模型實時性改進(jìn)方法39-50
• 3.1 引言39
• 3.2 部件級模型流路計算改進(jìn)方法39-45
• 3.2.1 部件級模型流路計算耗時分析39-42
• 3.2.2 氣體熱力學(xué)屬性計算改進(jìn)方案42-44
• 3.2.3 特性圖插值計算改進(jìn)方案44
• 3.2.4 兩種改進(jìn)方案集成后效果對比44-45
• 3.3 部件級模型迭代計算改進(jìn)方法45-49
• 3.3.1 部件級模型迭代方法對流路計算次數(shù)影響45
• 3.3.2 Newton-Raphson法和Broyden法基本原理45-47
• 3.3.3 算例與分析47-49
• 3.3.4 結(jié)論49
• 3.4 本章小結(jié)49-50
• 第四章 大涵道比渦扇發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)傳感器信號重構(gòu)50-65
• 4.1 引言50-51
• 4.2 傳感器信號重構(gòu)需求51
• 4.3 傳感器信號重構(gòu)方案51-58
• 4.3.1 P_(25)信號重構(gòu)51-53
• 4.3.2 T_(25)信號重構(gòu)53
• 4.3.3 Ps_3信號重構(gòu)53-55
• 4.3.4 T_(495)信號重構(gòu)55-56
• 4.3.5 T_5信號重構(gòu)56
• 4.3.6 n_H信號重構(gòu)56-57
• 4.3.7 n_L信號重構(gòu)57-58
• 4.4 傳感器信號重構(gòu)算例與分析58-64
• 4.4.1 重構(gòu)精度分析58-61
• 4.4.2 流路運行次數(shù)分析61-63
• 4.4.3 計算耗時分析63-64
• 4.5 本章小結(jié)64-65
• 第五章 總結(jié)與展望65-67
• 5.1 總結(jié)65-66
• 5.2 展望66-67
• 參考文獻(xiàn)67-70
• 致謝70-71
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文71

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1 范文正;李明;謝靜;;某型渦扇發(fā)動機(jī)特性分析[J];科技信息(科學(xué)教研);2007年18期

2 徐暉;;渦扇發(fā)動機(jī)噪聲抑制新技術(shù)[J];國際航空;2008年05期

3 梁春華;;連續(xù)纖維增強(qiáng)的金屬基復(fù)合材料部件在航空渦扇發(fā)動機(jī)上的應(yīng)用[J];航空制造技術(shù);2009年15期

4 崔濟(jì)亞;渦扇發(fā)動機(jī)熱力學(xué)分析[J];航空學(xué)報;1985年04期

5 唐世建,李健民,王戈一,李平;渦扇發(fā)動機(jī)模型計算程序[J];燃?xì)鉁u輪試驗與研究;2000年01期

6 馬會民,樊思齊,盧燕;帶推力矢量的渦扇發(fā)動機(jī)實時數(shù)學(xué)模型研究[J];推進(jìn)技術(shù);2001年05期

7 瞿立生;幾種新款渦扇發(fā)動機(jī)將亮相公務(wù)機(jī)動力市場[J];國際航空;2001年10期

8 郭衛(wèi)剛;賈忠湖;;渦扇發(fā)動機(jī)及其新技術(shù)的應(yīng)用[J];江蘇航空;2001年02期

9 梁春華 ,李勇;美國軍用渦扇發(fā)動機(jī)故障緣何這么多[J];國際航空;2002年02期

10 李文峰,王永生,王鋒;一種新的某渦扇發(fā)動機(jī)地面檢測設(shè)備[J];航空計測技術(shù);2002年06期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 黃紅超;李美金;王為麗;;民用渦扇發(fā)動機(jī)總體方案設(shè)計分析[A];大型飛機(jī)關(guān)鍵技術(shù)高層論壇暨中國航空學(xué)會2007年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2007年

2 隋巖峰;梁彩云;李家瑞;;某雙軸渦扇發(fā)動機(jī)模型修正方法研究[A];中國航空學(xué)會第七屆動力年會論文摘要集[C];2010年

3 鄒朝蘭;;某型渦扇發(fā)動機(jī)控制計劃研究[A];探索 創(chuàng)新 交流——第三屆中國航空學(xué)會青年科技論壇文集（第三集）[C];2008年

4 李大為;李兆紅;白偉;;環(huán)境大氣濕度對渦扇發(fā)動機(jī)性能影響計算分析[A];探索 創(chuàng)新 交流——第五屆中國航空學(xué)會青年科技論壇文集(第5集)[C];2012年

5 龍從松;毛建波;;某型渦扇發(fā)動機(jī)噴口擺動故障分析研究[A];第十五屆中國科協(xié)年會第13分會場：航空發(fā)動機(jī)設(shè)計、制造與應(yīng)用技術(shù)研討會論文集[C];2013年

6 余麗平;王輝荔;鄒朝蘭;王光衛(wèi);;某型渦扇發(fā)動機(jī)起動燃油控制算法研究[A];第十五屆中國科協(xié)年會第13分會場：航空發(fā)動機(jī)設(shè)計、制造與應(yīng)用技術(shù)研討會論文集[C];2013年

7 鐘思陽;黃迅;;渦扇發(fā)動機(jī)反推力工況下氣動噪聲理論解[A];中國力學(xué)大會——2013論文摘要集[C];2013年

8 高超;朱之麗;;渦扇發(fā)動機(jī)地面起動過程性能模擬研究[A];探索創(chuàng)新交流－－中國航空學(xué)會青年科技論壇文集[C];2004年

9 邊家亮;胡曉東;閻巍;王傳寶;;某性能增強(qiáng)型渦扇發(fā)動機(jī)穩(wěn)態(tài)性能調(diào)試方法研究[A];第十五屆中國科協(xié)年會第13分會場：航空發(fā)動機(jī)設(shè)計、制造與應(yīng)用技術(shù)研討會論文集[C];2013年

10 張紹基;;大涵道比渦扇發(fā)動機(jī)消喘系統(tǒng)設(shè)計和試驗方法研究[A];大型飛機(jī)關(guān)鍵技術(shù)高層論壇暨中國航空學(xué)會2007年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2007年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 徐建國;貴州發(fā)動機(jī)所完成新型渦扇發(fā)動機(jī)設(shè)計[N];中國航空報;2005年

2 中航工業(yè)動力所副總師 尚守堂;先進(jìn)軍民用航空渦扇發(fā)動機(jī)技術(shù)[N];中國航空報;2013年

3 胡曉煜;未來十年軍用渦扇發(fā)動機(jī)市場將緩慢復(fù)蘇[N];中國航空報;2004年

4 黃瑾;黎陽首座某推力渦扇發(fā)動機(jī) 進(jìn)氣加溫試車臺改造點火成功[N];中國航空報;2012年

5 范俊 肖陽 張德和;觸摸“飛豹”中國心[N];中國國防報;2008年

6 記者 李超 通訊員 伍婧寰;國產(chǎn)大涵道比渦扇發(fā)動機(jī)全尺寸金屬模型亮相[N];中國航空報;2012年

7 本報駐美國記者 毛黎;齒輪渦扇是這樣轉(zhuǎn)起來的[N];科技日報;2011年

8 王鐘強(qiáng);遄達(dá)發(fā)動機(jī)：羅羅公司的新王牌[N];中國航空報;2011年

9 本報駐陜記者 韓宏;跳動“中國心” 鯤鵬萬里不是夢[N];文匯報;2014年

10 記者 任謙;CFM揭開新型LEAP-X發(fā)動機(jī)的面紗[N];中國航空報;2008年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 張書剛;民用渦扇發(fā)動機(jī)在線健康診斷關(guān)鍵技術(shù)研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2014年

2 瞿紅春;民用渦扇發(fā)動機(jī)健康智能監(jiān)控技術(shù)的研究[D];天津大學(xué);2010年

3 柳占新;基于DRP方法的渦扇發(fā)動機(jī)進(jìn)氣道噪聲傳播過程數(shù)值模擬[D];華中科技大學(xué);2010年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉景茂;彈用渦扇發(fā)動機(jī)數(shù)學(xué)模型建立及控制算法研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2007年

2 楊亮;某渦扇發(fā)動機(jī)風(fēng)扇輪盤強(qiáng)度分析及壽命預(yù)測[D];電子科技大學(xué);2015年

3 潘志晨;渦扇發(fā)動機(jī)耦合參數(shù)分析與解耦控制方法研究[D];南京航空航天大學(xué);2014年

4 焦玉瑩;基于二維流道下的航空發(fā)動機(jī)重量預(yù)估技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2015年

5 喬坤;渦扇發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)傳感器信號重構(gòu)方法研究[D];南京航空航天大學(xué);2015年

6 丁寧;大涵道比渦扇發(fā)動機(jī)進(jìn)氣總壓畸變模擬及穩(wěn)定性計算分析[D];南京航空航天大學(xué);2015年

7 劉磊;渦扇發(fā)動機(jī)部件級起動建模技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2009年

8 吳志琨;渦扇發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2007年

9 龔曉慶;渦扇發(fā)動機(jī)氣動流道優(yōu)化設(shè)計技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2011年

10 田晶;某型渦扇發(fā)動機(jī)裝配質(zhì)量保證關(guān)鍵技術(shù)的研究[D];沈陽航空航天大學(xué);2012年

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本文編號：816610