[發(fā)明專利]液壓系統(tǒng)中負(fù)載流量信號(hào)的標(biāo)定校準(zhǔn)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211618611.3
• 申請(qǐng)日: 2022-12-15
• 公開（公告）號(hào): CN116085352A
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 牛偉;馬振華;高博;趙洋洋;王森;韓冰潔
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國航空工業(yè)集團(tuán)公司西安航空計(jì)算技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): F15B19/00
• 分類號(hào): F15B19/00
• 代理公司: 北京清大紫荊知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11718
• 代理人: 秦亞群

本發(fā)明提供了一種液壓系統(tǒng)中負(fù)載流量信號(hào)的標(biāo)定校準(zhǔn)方法，包括確定影響液壓系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵負(fù)載流量信變化的特征量；對(duì)采集的流量信號(hào)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；對(duì)預(yù)處理后流量信號(hào)樣本數(shù)據(jù)分類，獲得多個(gè)相似樣本集；對(duì)每一個(gè)相似樣本集及與其對(duì)應(yīng)的特征量，建立該相似樣本集的輕量化梯度提升樹校準(zhǔn)模型；用輕量化梯度提升樹校準(zhǔn)模型對(duì)流量信號(hào)樣本數(shù)據(jù)校準(zhǔn)，獲得校準(zhǔn)采樣信號(hào)值。上述方法較高的校準(zhǔn)精度，具備良好的泛化性能和網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性，有利于對(duì)液壓系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵負(fù)載流量信號(hào)進(jìn)行調(diào)控和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，更具實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)電液壓系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種液壓系統(tǒng)中負(fù)載流量信號(hào)的標(biāo)定校準(zhǔn)方法。

背景技術(shù)

飛機(jī)液壓系統(tǒng)是飛機(jī)重要機(jī)載系統(tǒng)之一，其為飛機(jī)輸出能源驅(qū)動(dòng)，其性能、穩(wěn)定性和可靠性直接影響飛機(jī)的安全性。在飛機(jī)液壓系統(tǒng)中，以高壓油流量作為發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵(Engine?Driven?Pump，EDP)的負(fù)載，一般通過EDP本身構(gòu)造及驅(qū)動(dòng)單元需求設(shè)計(jì)額定流量大小，但是由于運(yùn)行環(huán)境、元件老化和維修保養(yǎng)等因素，流量大小具有波動(dòng)變化，當(dāng)流量存在波動(dòng)時(shí)會(huì)對(duì)驅(qū)動(dòng)單元造成非常大的影響。因此，對(duì)流量的衡量是液壓系統(tǒng)穩(wěn)定性的重要判據(jù)，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測液壓系統(tǒng)管路流量可對(duì)系統(tǒng)特性分析、故障診斷提供有力的支持。

由于流量傳感器造成的流阻會(huì)對(duì)系統(tǒng)特性有顯著的影響，采用傳統(tǒng)方法采集流量傳感器的數(shù)據(jù)的精度不是很高，因此在實(shí)際工作過程中，需要考慮EDP系統(tǒng)壓力、溫度、高壓濾差等較易采集的參數(shù)，其與負(fù)載流量之間具有強(qiáng)耦合性和相關(guān)性，通過這些參數(shù)對(duì)負(fù)載流量進(jìn)行信號(hào)校準(zhǔn)，以提高液壓系統(tǒng)穩(wěn)定性的判斷精度。

目前，傳統(tǒng)的校準(zhǔn)方法主要線性擬合與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)校準(zhǔn)，其中線性擬合通常采用多項(xiàng)式線性校準(zhǔn)模型進(jìn)行校準(zhǔn)，該校準(zhǔn)模型結(jié)構(gòu)簡單，但是也存在一定的局限性，例如低階多項(xiàng)式對(duì)影響因素較多的校準(zhǔn)模型不能夠起到較好的校準(zhǔn)效果；再例如高階多項(xiàng)式的擬合曲線不平滑，通常會(huì)出現(xiàn)起伏很大的局部波形，計(jì)算更加耗時(shí)。而神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)校準(zhǔn)模型的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法具有對(duì)樣本數(shù)據(jù)容錯(cuò)率高、非線性映射能力強(qiáng)、自適應(yīng)和自組織等優(yōu)點(diǎn)，其在信號(hào)校準(zhǔn)方面得到了廣泛的應(yīng)用，但是其訓(xùn)練需要大量的樣本，而且要求高算力，在機(jī)載嵌入式環(huán)境下，由于系統(tǒng)體積、功耗、算力等的限制，很難滿足神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)計(jì)算處理能力的需求。

發(fā)明內(nèi)容

為了對(duì)待校準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行有效的校準(zhǔn)，提高了液壓系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵負(fù)載流量信號(hào)校準(zhǔn)的精度和速度，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種液壓系統(tǒng)中負(fù)載流量信號(hào)的標(biāo)定校準(zhǔn)方法，該方法建立的校準(zhǔn)模型能獲得較高的校準(zhǔn)精度，具備良好的泛化性能和網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性，有利于對(duì)液壓系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵負(fù)載流量信號(hào)進(jìn)行調(diào)控和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，更具實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的的技術(shù)方案如下：一種液壓系統(tǒng)中負(fù)載流量信號(hào)的標(biāo)定校準(zhǔn)方法，包括以下步驟：

步驟1、確定影響液壓系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵負(fù)載流量信變化的特征量；

步驟2、對(duì)采集的流量信號(hào)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；

步驟3、對(duì)預(yù)處理后流量信號(hào)樣本數(shù)據(jù)分類，獲得多個(gè)相似樣本集；

步驟4、對(duì)每一個(gè)相似樣本集及與其對(duì)應(yīng)的特征量，建立該相似樣本集的輕量化梯度提升樹校準(zhǔn)模型；

步驟5、用輕量化梯度提升樹校準(zhǔn)模型對(duì)流量信號(hào)樣本數(shù)據(jù)校準(zhǔn)，獲得校準(zhǔn)采樣信號(hào)值。

進(jìn)一步地，上述步驟1中，影響液壓系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵負(fù)載流量信變化的特征量的確定方法為：根據(jù)皮爾遜相關(guān)系數(shù)，獲取影響負(fù)載流量信號(hào)的特征量的方法。

更進(jìn)一步地，根據(jù)皮爾遜相關(guān)系數(shù)，獲取影響負(fù)載流量信號(hào)的特征量的方法，包括：

步驟1.1、獲取影響負(fù)載流量信號(hào)變化的n個(gè)影響因素；

步驟1.2、用皮爾遜相關(guān)系數(shù)r對(duì)n個(gè)影響因素進(jìn)行相關(guān)性分析；