[發(fā)明專利]一種發(fā)動機(jī)部件特性拓展方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811525337.9
• 申請日: 2018-12-13
• 公開（公告）號: CN109753695B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 葉一帆;王占學(xué);張曉博;張明陽
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/27;G06N3/12
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心 61204
• 代理人: 華金

1.一種發(fā)動機(jī)部件特性拓展方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一，發(fā)動機(jī)部件已有特性數(shù)據(jù)為壓比、換算流量和效率，將已有特性數(shù)據(jù)中的效率轉(zhuǎn)換為換算能量參數(shù)；得到新的特性數(shù)據(jù)參數(shù)，即零轉(zhuǎn)速線參考點，表示為(W_{c_p},P_{r_p},T_{c_p})；P_{r_p}為參考點壓比，W_{c_p}為參考點換算流量，T_{c_p}為參考點換算能量參數(shù)；其中轉(zhuǎn)換方式如下式所示：

T_c＝(π^k-1/k-1)/η

T_c為換算能量參數(shù)，k為絕熱指數(shù)，η為效率；

步驟二，建立進(jìn)化種群，種群大小為m；即進(jìn)化種群中含有m個父代個體，且每個父代個體均包含(W_{c_p},P_{r_p},T_{c_p})三個特性參數(shù)；初始化m個父代個體，初始化的參數(shù)取值需要保證W_{c_p}＞0,0＜P_{r_p}＜1,T_{c_p}＞0；

步驟三，對步驟二中的m個父代個體采取進(jìn)化操作；根據(jù)當(dāng)前的零轉(zhuǎn)速線參考點進(jìn)化種群中的m個父代個體，采用差分進(jìn)化算法的變異、交叉算子，得到m個子代個體；

步驟四，初始化進(jìn)化種群適應(yīng)度計算進(jìn)程；取i＝1，其中i代表當(dāng)前計算適應(yīng)度的個體序號，此時進(jìn)化種群中包含父代個體及步驟三中產(chǎn)生的子代個體，因此種群大小為2*m；

步驟五，向已有特性數(shù)據(jù)中加入以進(jìn)化種群中第i個個體的參考點數(shù)值參數(shù)化表達(dá)的零轉(zhuǎn)速線特性數(shù)據(jù)，包括以下子步驟：

子步驟一，給定參數(shù)化表達(dá)的零轉(zhuǎn)速線；根據(jù)進(jìn)化種群中第i個個體的參考點(W_{c_p},P_{r_p},T_{c_p})的三個參數(shù)，得到當(dāng)前零轉(zhuǎn)速線表達(dá)式；零轉(zhuǎn)速線可參數(shù)化表達(dá)為：

其中，P_r為壓比，W_c為換算流量，T_c為換算能量參數(shù)，K_p和K_T為待定系數(shù)；待定系數(shù)可用下列公式表達(dá)：

子步驟二，將參數(shù)化的零轉(zhuǎn)速線特性數(shù)據(jù)加入已有特性數(shù)據(jù)中；根據(jù)已有特性數(shù)據(jù)中各個轉(zhuǎn)速線上的特性點數(shù)，利用參數(shù)化的零轉(zhuǎn)速線計算等量的特性數(shù)據(jù)點，并將這些特性數(shù)據(jù)點加入已有特性數(shù)據(jù)中；

步驟六，根據(jù)步驟五得到的特性數(shù)據(jù)建立近似模型，并計算近似模型總誤差，包括以下子步驟：

子步驟一，初始化近似模型總誤差計算過程；設(shè)置n為2，近似模型總誤差為0；子步驟二，獲得當(dāng)前近似模型建立數(shù)據(jù)；在步驟五中獲得的特性數(shù)據(jù)中，從低至高選取第n條轉(zhuǎn)速線特性數(shù)據(jù)并將其去除；

子步驟三，初始化徑向基函數(shù)近似模型；建立O·M個徑向基函數(shù)，其中O為包括零轉(zhuǎn)速特性線、待拓展轉(zhuǎn)速特性線以及已有特性線的特性線總條數(shù)，M則為一條轉(zhuǎn)速特性線上放置的徑向基函數(shù)個數(shù)，O·M需要小于用于近似建模的特性數(shù)據(jù)點數(shù)；徑向基函數(shù)的中心位置向量由轉(zhuǎn)速和Beta值確定；其中轉(zhuǎn)速即為該徑向基函數(shù)被分配到的轉(zhuǎn)速特性線的轉(zhuǎn)速，而同一條轉(zhuǎn)速特性線上的徑向基函數(shù)中心位置向量中的Beta值則按照取值范圍為0至1的等差數(shù)列賦值；

子步驟四，計算當(dāng)前近似模型誤差；根據(jù)子步驟二中得到的特性數(shù)據(jù)，以及子步驟三中初始化的徑向基函數(shù)近似模型，建立徑向基函數(shù)近似模型；并根據(jù)近似模型計算子步驟一中被去除的轉(zhuǎn)速線特性數(shù)據(jù)，并與被去除的特性數(shù)據(jù)進(jìn)行對比并計算均方根誤差；

子步驟五，計算近似模型總誤差；子步驟一中的n值加1，將子步驟四中得到的均方根誤差累加至子步驟一中的近似模型總誤差；若n值小于已有特性線數(shù)據(jù)總條數(shù)，則轉(zhuǎn)至子步驟二，否則轉(zhuǎn)至步驟七；

步驟七，計算進(jìn)化種群中第i個個體的適應(yīng)度；設(shè)置步驟五中選取的第i個個體的適應(yīng)度為步驟六中計算得到的近似模型總誤差；

步驟八，判斷是否所有個體適應(yīng)度計算完畢；i值加一，若i值大于2*m，則轉(zhuǎn)至步驟九，否則轉(zhuǎn)至步驟五；

步驟九，對進(jìn)化種群進(jìn)行篩選；根據(jù)步驟七中計算得到的適應(yīng)度，對進(jìn)化種群中m個父代個體和m個子代個體進(jìn)行從小至大排序，選取前m個個體替換步驟二中的父代個體，并舍棄其余個體；

步驟十，判斷優(yōu)化是否結(jié)束；若優(yōu)化進(jìn)程達(dá)到結(jié)束條件，則轉(zhuǎn)至步驟十，否則轉(zhuǎn)至步驟三；優(yōu)化結(jié)束條件一般可選取為總優(yōu)化步數(shù)；

步驟十一，計算拓展結(jié)果，包括以下子步驟：

子步驟一，得到優(yōu)化后的零轉(zhuǎn)速線參考點參數(shù)；選定步驟九中排序第一的個體，并得到其參考點參數(shù)(W_{c_p},P_{r_p},T_{c_p})；

子步驟二，得到近似建模所用的數(shù)據(jù)；向已有特性數(shù)據(jù)中加入以子步驟一中得到的參考點參數(shù)(W_{c_p},P_{r_p},T_{c_p})參數(shù)化表達(dá)的零轉(zhuǎn)速線特性數(shù)據(jù)；

子步驟三，建立徑向基函數(shù)近似模型，根據(jù)子步驟二中得到的特性數(shù)據(jù)建立徑向基函數(shù)近似模型；

子步驟四，得到待拓展結(jié)果；根據(jù)子步驟三中得到的徑向基函數(shù)近似模型計算待拓展轉(zhuǎn)速線的特性結(jié)果，此結(jié)果即是最終拓展結(jié)果。