[發(fā)明專(zhuān)利]一種空氣類(lèi)單向活門(mén)有效流通面積測(cè)算方法及其裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811310987.1
• 申請(qǐng)日: 2018-11-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109635919B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-01-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐哲;吳朝陽(yáng);李瑞;黃錦輝;王楠;鄭言;祁瑛;張行
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 新鄉(xiāng)航空工業(yè)(集團(tuán))有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06N3/04
• 分類(lèi)號(hào): G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 中國(guó)航空專(zhuān)利中心 11008
• 代理人: 杜永保

本發(fā)明本發(fā)明屬于大型客機(jī)空氣管理系統(tǒng)領(lǐng)域，公開(kāi)一種空氣類(lèi)單向活門(mén)有效流通面積測(cè)算方法及其裝置，通過(guò)收集相似結(jié)構(gòu)空氣類(lèi)單向活門(mén)歷史數(shù)據(jù)并構(gòu)建出數(shù)學(xué)模型，能夠精確計(jì)算出其它具有相似結(jié)構(gòu)的空氣類(lèi)單向活門(mén)不同打開(kāi)角度下、不同工況下的有效流通面積。本發(fā)明提供的一種空氣類(lèi)單向活門(mén)有效流通面積測(cè)算方法及其裝置適用于任意空氣類(lèi)單向活門(mén)有效流通面積的計(jì)算，方法的準(zhǔn)確性、可靠性、穩(wěn)定性、便捷性良好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于大型客機(jī)空氣管理系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其涉及一種空氣類(lèi)單向活門(mén)有效流通面積測(cè)算方法及其裝置。

背景技術(shù)

在大型客機(jī)空氣管理系統(tǒng)空氣類(lèi)單向活門(mén)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，活門(mén)不同打開(kāi)角度下、不同工況下的有效流通面積作為活門(mén)設(shè)計(jì)過(guò)程中的一項(xiàng)重要參數(shù)，對(duì)于系統(tǒng)流量和壓力的調(diào)節(jié)效率影響極大。這里的有效流通面積并不是傳統(tǒng)意義下的流通面投影面積，而是對(duì)應(yīng)流通幾何剖面的一部分，是流體流動(dòng)時(shí)實(shí)際穿過(guò)橫截面的有效部分，與流體特性、活門(mén)結(jié)構(gòu)以及殼體內(nèi)壁表面粗糙度等因素均有關(guān)。然而目前國(guó)內(nèi)尚沒(méi)有一個(gè)穩(wěn)妥、有效的計(jì)算方法能夠準(zhǔn)確地計(jì)算出空氣類(lèi)單向活門(mén)的有效流通面積，設(shè)計(jì)人員在確定活門(mén)不同打開(kāi)角度下的有效流通面積時(shí)仍需將流體流量Q、上游壓力P、壓降ΔP試驗(yàn)數(shù)據(jù)提供至國(guó)外有關(guān)單位計(jì)算并等待其反饋，該流程周期較長(zhǎng)、過(guò)程繁瑣，嚴(yán)重阻滯活門(mén)研制進(jìn)度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是：提供了一種空氣類(lèi)單向活門(mén)有效流通面積測(cè)算方法及其裝置，通過(guò)收集相似結(jié)構(gòu)空氣類(lèi)單向活門(mén)歷史數(shù)據(jù)并構(gòu)建出數(shù)學(xué)模型，能夠精確計(jì)算出其它具有相似結(jié)構(gòu)的空氣類(lèi)單向活門(mén)不同打開(kāi)角度下、不同工況下的有效流通面積。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種空氣類(lèi)單向活門(mén)有效流通面積測(cè)算方法，包括下述步驟：

步驟一、歷史數(shù)據(jù)收集：所需收集的歷史數(shù)據(jù)需針對(duì)具有同類(lèi)結(jié)構(gòu)的空氣類(lèi)單向活門(mén)，包括：流體流量Q、上游壓力P、壓降ΔP以及相對(duì)應(yīng)的有效流通面積S；

步驟二、構(gòu)建數(shù)學(xué)模型：利用步驟一所收集的歷史數(shù)據(jù)，構(gòu)建基于遺傳算法優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的空氣類(lèi)單向活門(mén)有效流通面積數(shù)學(xué)模型；

步驟三、計(jì)算有效流通面積：通過(guò)試驗(yàn)采集空氣類(lèi)單向活門(mén)試驗(yàn)件8的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，包括流體流量Q、上游壓力P、壓降ΔP；將試驗(yàn)數(shù)據(jù)導(dǎo)入步驟二中數(shù)學(xué)模型計(jì)算，最終得到相應(yīng)的有效流通面積。

在所述步驟二中，構(gòu)建數(shù)學(xué)模型的具體步驟包括：

a、構(gòu)建BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；

b、利用遺傳算法優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；

c、利用收集的歷史數(shù)據(jù)訓(xùn)練BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建數(shù)學(xué)模型。

在所述步驟a中構(gòu)建BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的具體方法為：

根據(jù)輸入輸出參數(shù)數(shù)量確定輸入層、輸出層節(jié)點(diǎn)數(shù)；根據(jù)式(I)確定隱含層節(jié)點(diǎn)數(shù)，具體如下：

通過(guò)式(I)首先確定一個(gè)范圍，然后再利用步驟一所收集歷史數(shù)據(jù)訓(xùn)練具有不同隱含層節(jié)點(diǎn)數(shù)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)訓(xùn)練結(jié)果優(yōu)劣確定隱含層節(jié)點(diǎn)數(shù)，

其中：n為輸入層節(jié)點(diǎn)數(shù)；l為輸出層節(jié)點(diǎn)數(shù)；a為調(diào)節(jié)常數(shù)，取值在1～10之間。

在所述步驟三中，計(jì)算活門(mén)試驗(yàn)件8的有效流通面積的具體步驟包括：

1、通過(guò)試驗(yàn)，獲取活門(mén)試驗(yàn)件8不同打開(kāi)角度下、不同工況下的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，包括流體流量Q、上游壓力P、壓降ΔP；

2、調(diào)用步驟二中所訓(xùn)練好的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，并輸入步驟1所獲取試驗(yàn)數(shù)據(jù)，經(jīng)計(jì)算得出活門(mén)試驗(yàn)件8不同打開(kāi)角度下、不同工況下的有效流通面積。

在所述步驟三中，空氣類(lèi)單向活門(mén)試驗(yàn)件8的結(jié)構(gòu)需與步驟一中活門(mén)結(jié)構(gòu)相似。