[發明專利]一種航空發動機渦輪增壓系統關鍵影響因素的定位方法

有效

• 申請號: 202010104681.1
• 申請日: 2020-02-20
• 公開（公告）號: CN111336003B
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 鮑夢瑤;丁水汀;李果
• 申請（專利權）人: 中國民航管理干部學院
• 主分類號: G06F17/00
• 分類號: G06F17/00;F02B37/00;F02B77/08;G01M15/04
• 代理公司: 北京汲智翼成知識產權代理事務所(普通合伙) 11381
• 代理人: 陳曦;任佳

本發明公開了一種航空發動機渦輪增壓系統關鍵影響因素的定位方法。包括：采用響應面法和對應分析法確定初始化樣本點集群；對已知會導致增壓系統出現異常的每個影響因素，逐個給予一定范圍下的參數擾動，確定并保存每個影響因素下的不同樣本點集群的位置信息，作為初始樣本點集群數據庫；獲得增壓系統出現異常時的實際樣本點集群的位置信息；根據樣本點集群數據庫、初始化樣本點集群及實際樣本點集群，定位造成增壓系統出現異常的影響因素。該方法通過衡量實際樣本點集群隨影響因素變化而偏離時，其與初始化樣本點集群間的相對位置及相對極角變化，實現對實際樣本點集群位置偏離其作用的影響因素的定位。

技術領域

本發明涉及一種航空發動機渦輪增壓系統(以下簡稱增壓系統)關鍵影響因素的定位方法，屬于航空器技術領域。

背景技術

航空活塞發動機是通用航空器動力的重要選擇，并占絕對多數。隨著中國空域開放，采用渦輪增壓技術是解決高空飛行功率下降、油耗增高的有效途徑。但由于渦輪增壓器大幅增加了動力系統復雜程度，與增壓器相關的安全問題日趨嚴峻。

我國頒布的適航標準中，也明確指出在航空活塞發動機設計階段申請人必須對發動機及其控制系統進行安全性分析，以確保航空活塞發動機的安全水平。因此，針對航空活塞發動機增壓器失效所帶來的安全性問題，可以采用以航空活塞發動機整機模型系統為基礎，對某型航空發動機的渦輪增壓系統開展了基于模型的系統安全性分析研究，實現在初步系統安全性分析階段確定關鍵影響因素，并對關鍵影響因素進行分級。

盡管在關鍵影響因素的分級過程中，關鍵影響因素種類是已知的。但是，在實際中由于系統模型或試驗結果往往會出現異常數據，這時就需要分析和找到數據異常的原因，所以在開發過程中，還需要與之對應的反過程。即，期望根據觀測的異常數據，判斷造成該異常數據的影響因素，該反過程稱之為關鍵影響因素的定位。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于提供一種航空發動機渦輪增壓系統關鍵影響因素的定位方法。

為了實現上述目的，本發明采用下述技術方案：

一種航空發動機渦輪增壓系統關鍵影響因素的定位方法，包括如下步驟：

步驟S1:采用“響應面法”和“對應分析法”確定初始化樣本點集群；

步驟S2:對已知會導致增壓系統出現異常的每個影響因素，逐個給予一定范圍下的參數擾動，確定并保存所述每個影響因素下的不同樣本點集群的位置信息，作為初始樣本點集群數據庫；

步驟S3:獲得所述增壓系統出現異常時的實際樣本點集群的位置信息；

步驟S4:根據樣本點集群數據庫、初始化樣本點集群及實際樣本點集群，定位造成增壓系統出現異常的影響因素；其中，樣本點集群數據庫包括初始樣本點集群數據庫和拓展樣本點集群數據庫，拓展樣本點集群數據庫包括兩個或兩個以上影響因素及其合成的樣本點集群的位置信息。

其中較優地，確定所述初始化樣本點集群通過如下方式實現：

步驟S11：建立增壓航空活塞發動機整機系統模型的基礎上采用響應面法構建代理模型；

步驟S12：獲得系統正常運行時的N個樣本點及對應的工作邊界信息；所述樣本點為所述增壓系統的影響因素集合；

步驟S13：根據所述N個樣本點及對應的工作邊界信息，得到行輪廓坐標，作為初始化樣本點集群。

其中較優地，根據所述N個樣本點及對應的工作邊界信息，得到所述行輪廓坐標，通過如下方式實現：

步驟S130:根據所述N個樣本點及對應的工作邊界信息，建立原始矩陣；

步驟S131：對所述原始矩陣進行規格化處理，得到行輪廓坐標；所述行輪廓坐標包括N個樣本點對應的變量點，所述變量點為每個所述樣本點對應的各工作邊界的安全裕度。