民用涡扇发动机高高原起动风险规避试验方法

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作者 陆思达 王玉东 严红明 《航空发动机》 北大核心 2023年第2期160-167,共8页

为了保证民用涡扇发动机在高高原机场首次试飞起动成功,采用建模设计方法,建立了发动机部件级起动模型,包括高海拔气候条件对起动机特性的影响、旋转部件低转速特性延伸和修正、高海拔燃油雾化及点火对燃烧室效率的影响、发动机附件阻... 为了保证民用涡扇发动机在高高原机场首次试飞起动成功,采用建模设计方法,建立了发动机部件级起动模型,包括高海拔气候条件对起动机特性的影响、旋转部件低转速特性延伸和修正、高海拔燃油雾化及点火对燃烧室效率的影响、发动机附件阻力和功率损失、风阻和吸放热等模块,设计了民用涡扇发动机高海拔起动控制规律。采用仿真和试验分析技术建立了民用涡扇发动机起动方案设计方法和试验调试优化方法,详细分析了起动机能力降低、转子运转阻力增大、燃油喷嘴雾化效果差、部件效率和稳定性降低等4项影响高高原起动成功的因素。按照循序渐进的原则设计了高高原试飞起动风险规避试验流程。试验结果表明:设计的民用涡扇发动机高高原起动风险规避试验方法有效,确保了飞机首次转场高高原机场降落后成功起飞。 展开更多

关键词 民用涡扇发动机 高高原 起动 试飞

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基于MPC的民用涡扇发动机主动容错控制研究 被引量：9

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作者 杜宪 郭迎清 陈小磊 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期1242-1247,共6页

在民用涡扇发动机模型预测控制器设计的基础上,提出一种隐性判断故障并调整控制律的主动容错控制方案。首先建立正常模式及各种已知故障模式的动态模型库,然后在每个采样周期判断当前发动机状态与动态模型库中各模型的匹配度,选择最佳... 在民用涡扇发动机模型预测控制器设计的基础上,提出一种隐性判断故障并调整控制律的主动容错控制方案。首先建立正常模式及各种已知故障模式的动态模型库,然后在每个采样周期判断当前发动机状态与动态模型库中各模型的匹配度,选择最佳匹配的预测模型,以其预测控制算法作为该时刻的子控制器,且保证各子控制器间能够平滑切换。最后以两种事先考虑的部件级故障,及某种未知故障的情况为例,进行了主动容错控制仿真,结果表明监控决策机制能够在0.5s内判断故障并给出切换指令,切换逻辑能保证不同子控制器间的平滑过渡,验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 模型预测控制 主动容错控制 民用涡扇发动机 动态模型库 模型匹配度 平滑切换

原文传递

民用涡扇发动机预测控制器设计 被引量：5

3

作者 杜宪 郭迎清 《航空发动机》 2013年第3期27-30,80,共5页

对一定包线范围内的稳态预测控制器和加速减速过渡态控制器设计展开研究。针对某大涵道比民用涡扇发动机,根据发动机进口参数的相对变化指标对控制区域进行划分,以标称点处发动机线性模型为对象设计了相应的预测控制器,利用提出的多层... 对一定包线范围内的稳态预测控制器和加速减速过渡态控制器设计展开研究。针对某大涵道比民用涡扇发动机,根据发动机进口参数的相对变化指标对控制区域进行划分,以标称点处发动机线性模型为对象设计了相应的预测控制器,利用提出的多层参数调度方案实现了不同飞行条件及不同发动机状态下预测控制器参数的自适应调整。仿真结果表明:所设计的发动机预测控制系统在控制区域内的设计点和非设计点均具有良好的性能,为全包线设计提供了有效方法。 展开更多

关键词 预测控制器 民用涡扇发动机 控制区域划分 多层参数调度

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民用涡扇发动机多变量增广LQR控制器设计

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作者 王骥超 郭迎清 《航空计算技术》 2014年第5期31-33,37,共4页

针对民用涡扇发动机设计多变量控制器,提出将多变量增广LQR控制算法引入到民用涡扇发动机的方法。将发动机控制量作为增广的状态向量引入LQR算法设计,并根据控制系统回路的性能需求,设计期望动态响应曲线;期望动态响应与实际动态响应的... 针对民用涡扇发动机设计多变量控制器,提出将多变量增广LQR控制算法引入到民用涡扇发动机的方法。将发动机控制量作为增广的状态向量引入LQR算法设计,并根据控制系统回路的性能需求,设计期望动态响应曲线;期望动态响应与实际动态响应的差值范数作为优化目标用来调整、确定LQR控制算法的权阵取值;设计的控制器与民用涡扇发动机非线性模型仿真验证。结果表明,多变量增广LQR控制器满足民用涡扇发动机的控制需求。 展开更多

关键词 民用涡扇发动机 多变量控制 增广最优二次型控制器 权值选取

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民用涡扇发动机燃油系统健康指标选取 被引量：3

5

作者 丁佳伟 郭迎清 来晨阳 《航空发动机》 北大核心 2022年第4期98-104,共7页

针对民用涡扇发动机燃油系统工作环境恶劣、性能衰退情况频发、表征健康状态的量化指标缺乏的现状,通过机理分析对发动机燃油系统关键部件(燃油计量装置、压差控制器、主燃油泵和增压关断活门)的健康指标选取策略进行了研究。基于已验... 针对民用涡扇发动机燃油系统工作环境恶劣、性能衰退情况频发、表征健康状态的量化指标缺乏的现状,通过机理分析对发动机燃油系统关键部件(燃油计量装置、压差控制器、主燃油泵和增压关断活门)的健康指标选取策略进行了研究。基于已验证的某型民用涡扇发动机燃油系统AMESim模型,注入计量活门内泄漏、电液伺服阀零偏增大、压差活门内泄漏、主燃油泵外泄漏等典型的性能衰退模式进行了性能衰退仿真,并根据燃油系统可测量信息选取了计量活门组件、压差控制器、主燃油泵等作为特定性能衰退模式的健康指标。仿真结果表明:所选取的健康指标对于典型性能衰退模式表现出了良好的监测能力,可作为燃油系统健康状态量化指标评估标准,为燃油系统健康管理和视情维修策略的制定提供参考。 展开更多

关键词 健康指标选取 燃油系统 性能衰退 健康管理 民用涡扇发动机

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民用涡扇发动机不同构型总体参数和性能分析研究 被引量：2

6

作者 薛冰晶 李华雷 谭智勇 《航空工程进展》 CSCD 2018年第3期356-362,共7页

提高民用大涵道比涡扇发动机的经济性以及发动机市场竞争性是当前的研究热点。对双轴直驱(ATF)、齿轮传动(GTF)和间冷回热(IAR)三个构型进行循环参数对比分析,确定不同构型发动机的技术优势。结果表明:GTF构型方案与ATF方案相比的巡航... 提高民用大涵道比涡扇发动机的经济性以及发动机市场竞争性是当前的研究热点。对双轴直驱(ATF)、齿轮传动(GTF)和间冷回热(IAR)三个构型进行循环参数对比分析,确定不同构型发动机的技术优势。结果表明:GTF构型方案与ATF方案相比的巡航非安装耗油率降低2.5%;IRA构型方案巡航非安装耗油率与ATF构型相比降低了11.97%,与GTF构型相比降低了9.7%;相比于ATF和GTF构型,IRA构型的高压压气机和高压涡轮级数均有所减少,有效缩短了核心机长度,也降低了高压压气机的设计难度。 展开更多

关键词 民用涡扇发动机 双轴直驱 齿轮传动 间冷回热 性能分析

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双转子民用涡扇发动机持久试验的三红线状态自动匹配技术研究

7

作者 李旭 陈志龙 常诚 《价值工程》 2022年第33期100-102,共3页

本文以某型双转子民用涡扇发动机为例,根据AC-33.87-1A咨询通告以及国外试验实践经验,依托发动机性能计算软件GasTurb和多学科优化软件Isight,搭建了一套三红线状态自动匹配计算平台,采用多目标寻优算法,以多种不同的发动机调节手段作... 本文以某型双转子民用涡扇发动机为例,根据AC-33.87-1A咨询通告以及国外试验实践经验,依托发动机性能计算软件GasTurb和多学科优化软件Isight,搭建了一套三红线状态自动匹配计算平台,采用多目标寻优算法,以多种不同的发动机调节手段作为变量,实现了在给定额定推力/功率和红线值条件下,快速匹配出满足最小改装量要求的调节手段组合,给出了试验构型改装方案。该三红线状态自动匹配计算平台大大提高了持久试验设计的工作效率,同时也为不同调节手段对三红线状态的进一步研究提供分析平台。 展开更多

关键词 双转子民用涡扇发动机 三红线状态 自动匹配平台

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人工神经网络技术在民用涡扇发动机故障诊断中的应用 被引量：11

8

作者 张明川 《航空工程与维修》 2000年第2期29-31,共3页

讨论了神经网络技术在航空发动机状态监视和故障诊断领域的应用．介绍了涡扇发动机的气路故障诊断原理，以及人工神经网络故障诊断方法，并介绍了ＢＰ网络对ＰＷ４０００发动机的常见故障进行诊断的实例。

关键词 民用涡扇发动机 故障诊断 人工神经网络

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民用大涵道比涡扇发动机吸雨能力评估的方法研究 被引量：13

9

作者 王春晓 邓潇 《民用飞机设计与研究》 2013年第A02期1-3,50,共4页

从发动机吸雨后性能改变的基本原理出发,建立了部件气动热力损失、机械损失和工质热力学通用模型,借鉴适航咨询通告初步定义了关键吸雨工况及水含量。基于商用性能分析软件,对一个大涵道比9的涡扇发动机各项性能的变化进行了计算与分析... 从发动机吸雨后性能改变的基本原理出发,建立了部件气动热力损失、机械损失和工质热力学通用模型,借鉴适航咨询通告初步定义了关键吸雨工况及水含量。基于商用性能分析软件,对一个大涵道比9的涡扇发动机各项性能的变化进行了计算与分析,提出了一种定量描述发动机吸雨能力的评估方法。 展开更多

关键词 民用涡扇发动机 吸雨 适航

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涡扇发动机故障诊断硬件在回路实时仿真平台 被引量：5

10

作者 郭迎清 冯健朋 张书刚 《航空工程进展》 2014年第2期165-170,共6页

硬件在回路仿真是发动机故障诊断算法由理论转向实际工程应用的重要阶段,但目前航空发动机故障诊断算法的研究多数处于软件数字仿真阶段。构建民用涡扇发动机故障诊断算法硬件在回路实时仿真验证平台,开发考虑健康退化的民用涡扇发动机... 硬件在回路仿真是发动机故障诊断算法由理论转向实际工程应用的重要阶段,但目前航空发动机故障诊断算法的研究多数处于软件数字仿真阶段。构建民用涡扇发动机故障诊断算法硬件在回路实时仿真验证平台,开发考虑健康退化的民用涡扇发动机多维调度分段线性化模型,分析并模拟仿真民用涡扇发动机的四类典型常见故障。经过对相关诊断算法进行实验验证,表明该平台及使用的模型和方法都是行之有效的,具有一定的工程使用价值。 展开更多

关键词 民用涡扇发动机 故障诊断 硬件在回路实时仿真 分段线性模型 健康参数

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基于N-dot的涡扇发动机加速控制器设计 被引量：4

11

作者 黄浏 殷锴 +1 位作者 杨文博 郭迎清 《航空发动机》 2017年第5期26-30,共5页

针对双转子民用涡扇发动机,进行基于转子加速度的加速控制器设计研究。采用常规的PI控制器结构,针对结构中所需的转子加速度指令,给出了1种满足要求的设计方法,并将PI控制参数的求解过程转化为带约束的非线性优化问题,利用模式搜索算法... 针对双转子民用涡扇发动机,进行基于转子加速度的加速控制器设计研究。采用常规的PI控制器结构,针对结构中所需的转子加速度指令,给出了1种满足要求的设计方法,并将PI控制参数的求解过程转化为带约束的非线性优化问题,利用模式搜索算法求解。构建包含稳态控制器和加速控制器的涡扇发动机闭环控制回路,进行加速过程仿真测试。结果表明:所设计的加速控制器满足涡扇发动机加速过程的性能要求,对于工程设计与应用具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 N-dot控制 转子加速度计划 模式搜索算法 民用涡扇发动机

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涡扇发动机闭环控制系统设计仿真平台 被引量：1

12

作者 杨文博 郭迎清 《航空计算技术》 2016年第3期90-93,共4页

航空发动机闭环控制系统的设计过程复杂且环节繁多,如果通过某平台综合多个设计过程,必然可以简化流程,提高效率。在总结国内外相关文献的基础上,针对民用涡扇发动机,在Matlab/Simulink下,利用模块化方法构建包含稳态控制器、过渡态控... 航空发动机闭环控制系统的设计过程复杂且环节繁多,如果通过某平台综合多个设计过程,必然可以简化流程,提高效率。在总结国内外相关文献的基础上,针对民用涡扇发动机,在Matlab/Simulink下,利用模块化方法构建包含稳态控制器、过渡态控制器以及极限保护器的涡扇发动机闭环控制系统仿真平台,并对其进行仿真测试和硬件在回路实验。结果表明,所构建的仿真平台满足控制系统的性能和实时性要求,具有良好的工程适用性。 展开更多

关键词 民用涡扇发动机 闭环控制系统仿真平台 MATLAB/SIMULINK 硬件在回路实验

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基于QAR数据的高高原航线民航发动机分析 被引量：1

13

作者 付尧明 范钧滔 赵军 《计算技术与自动化》 2021年第4期113-119,共7页

QAR可以监控的飞行参数多达上千种,为航空发动机状态监控和故障诊断提供丰富的数据,基于典型的民航飞机QAR数据对发动机进行性能分析。在地面滑行阶段,通过燃油控制系统对燃油流量进行小幅度微调,降低燃烧室温度上升率,提高高温部件的寿... QAR可以监控的飞行参数多达上千种,为航空发动机状态监控和故障诊断提供丰富的数据,基于典型的民航飞机QAR数据对发动机进行性能分析。在地面滑行阶段,通过燃油控制系统对燃油流量进行小幅度微调,降低燃烧室温度上升率,提高高温部件的寿命;起飞阶段平原地区的燃油流量大于高原地区的燃油流量;爬升阶段采用换算转速能够较好地反映出燃油流量换算值变化规律;通过分析滑油量在某一航段的变化规律,对监测滑油的方式有一定的指导作用。 展开更多

关键词 QAR数据 民用涡扇发动机 燃油流量 低压转子转速

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畸变条件下航空发动机喘振/失速适航符合性方法 被引量：3

14

作者 郭重佳 傅文广 +1 位作者 孙鹏 白杰 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期2875-2886,共12页

为研究畸变条件下航空发动机对喘振/失速特性适航条款的符合性验证方法,将用于发动机稳定性评定的畸变试验方法应用于适航领域。以某型大涵道比涡扇发动机为研究对象,采用数值模拟方法研究了其在0°~30°迎角条件下的部件特性,... 为研究畸变条件下航空发动机对喘振/失速特性适航条款的符合性验证方法,将用于发动机稳定性评定的畸变试验方法应用于适航领域。以某型大涵道比涡扇发动机为研究对象,采用数值模拟方法研究了其在0°~30°迎角条件下的部件特性,并依据所得畸变图谱设计了不同结构的畸变发生器。结果表明:所设计的畸变发生器可以在一定程度上较好地模拟出不同迎角工况的畸变图谱、风扇的气动特性及流场特征,喘振裕度最大偏差4.32%。总结出发动机喘振裕度与不同迎角和畸变发生器之间的变化关系,用以确定适航条款要求的稳定工作范围。依据中国民用航空规章,发展了一种进气畸变条件下航空发动机喘振/失速特性符合性验证方法,并明确了其在型号合格审定过程的任务阶段。 展开更多

关键词 民用涡扇发动机 进气畸变 喘振/失速特性 适航 符合性方法

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