【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及航空发动机健康管理领域，具体而言，涉及一种基于模型自调整的小涵道比涡扇发动机性能评估方法。
技术介绍
1、在民航客机领域，由于大涵道比发动机工况单一，可以通过监视发动机的排气温度裕度实现对发动机的性能情况进行评估；对于小涵道比涡扇发动机，其包线域宽广、工况多变，状态持续时间和重叠度低，较民航涡扇发动机和涡轴、涡桨发动机更为复杂，难以寻找重复的稳态工况进行性能衰退估计。
2、因此，在对发动机部件性能评估时，很难获取稳态工况下的气路部件特征数据；如果需要实现发动机部件性能的准确评估，则需要对发动机的气路部件特性表征参数进行修正，优化评估过程。
技术实现思路
1、为实现上述目的，本申请提供了一种基于模型自调整的小涵道比涡扇发动机性能评估方法，包括以下步骤：
2、定义发动机性能评估的参数结构，参数结构包括从发动机试验试飞数据中选择的参数、参数单位；从发动机试验试飞数据中选择的参数包括油门杆角度、转速、截面温度、截面压力；
3、确定采样时刻，对试验试飞数据进行遍历，进行采样时刻的稳态段提取；
4、更新试验试飞阶段的采样时刻，重复执行采样时刻的稳态段提取，输出发动机实际部件特性衰退量评估系数；
5、根据采样时刻和采样时刻对应的发动机实际部件特性衰退量评估系数，生成发动机部件性能衰退趋势。
6、进行采样时刻的稳态段提取包括：
7、根据参数结构，在试验试飞数据进行采样时刻稳态段提取，生成稳态段数据；所
8、加载自调整模型，所述自调整模型根据稳态段数据计算发动机实际部件特性衰退量评估系数；发动机实际部件特性衰退量评估系数包括效率特性衰退系数和流量特性衰退系数；
9、结合传感器实测参数，计算发动机总压比修正系数，对所述发动机实际部件特性衰退量评估系数进行修正，获取采样时刻的基于发动机试验试飞数据的发动机部件性能衰退量。
10、其中，激活稳定状态阶段指：在一定采样时间内，油门杆角度pla、发动机进口总压tp2、发动机进口总温tt2的波动差小于预设阈值，压气机相对转速大于0.9；
11、稳态状态阶段指：进入激活稳定状态阶段后的指定采样时间内，所述油门杆角度pla、发动机进口总压tp2、发动机进口总温tt2和压气机相对转速处于稳定状态；
12、突发结束记录阶段指：所述油门杆角度pla、发动机进口总压tp2、发动机进口总温tt2发生突变。
13、其中，传感器实测参数包括：油门杆角度、转速、截面温度、截面压力。
14、进一步的，自调整模型根据稳态段数据计算发动机实际部件特性衰退量评估系数，包括以下步骤：
15、初始化可测参数，可测参数为目标变量变化与优化变量之间的影响关系矩阵；可测参数包括：高压转子转速、低压转子转速、低压涡轮后总温、低压涡轮后总压、压气机后总压、压气机进口总压；目标变量包括：高压转子功率偏差、低压转子功率偏差、涡轮后总压、涡轮后总温；所述优化变量包括：燃油流量、喷口面积或喷口角度；
16、加载采样时刻稳态段数据；
17、根据自调整模型的目标变量，修正发动机的输入参数；发动机的输入参数修正后构成为优化变量；
18、对部件特性表征参数进行插值补充，迭代计算，生成实际部件效率特性衰退系数和流量特性衰退系数。
19、进一步的，目标变量变化与优化变量之间的影响关系矩阵的横轴为相对于发动机进口总温的相对转速，影响关系矩阵的纵轴为发动机的气路旋转部件的效率与发动机低压涡轮燃气后总温之间的梯度；其中，气路旋转部件为风扇、高压压气机、高压涡轮、低压涡轮。
20、自调整模型的目标变量指传感器实测参数与自调整模型输出的状态值之间的偏差；包括：高压转子功率偏差、高压转子功率偏差、涡轮后压力、涡轮后温度、高压功率差、低压功率差、压气机后总压。
21、获取基于发动机试验试飞数据的发动机部件性能衰退量后，对发动机实际部件特性衰退量评估系数归一化处理。
22、进一步的，发动机部件性能衰退趋势包括采样时刻和采样时刻对应的发动机部件性能衰退量；
23、发动机部件性能衰退量随采样时刻的变化，用于评估所述小涵道比涡扇发动机性能。
24、根据本专利技术，可以通过运用发动机自调整模型，修正发动机的气路部件特性表征参数，实现真实传感器测量值的表转化处理，进而在航空发动机全包线内多工况下，实现发动机的气路部件性能的有效评估。
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1.一种基于模型自调整的小涵道比涡扇发动机性能评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的小涵道比涡扇发动机性能评估方法，其特征在于，所述进行采样时刻的稳态段提取包括：
3.根据权利要求2所述的小涵道比涡扇发动机性能评估方法，其特征在于，所述激活稳定状态阶段指：在一定采样时间内，油门杆角度PLA、发动机进口总压tP2、发动机进口总温tT2的波动差小于预设阈值，压气机相对转速大于0.9；
4.根据权利要求1所述的小涵道比涡扇发动机性能评估方法，其特征在于，所述传感器实测参数包括：油门杆角度、转速、截面温度、截面压力。
5.根据权利要求1所述的小涵道比涡扇发动机性能评估方法，其特征在于，所述自调整模型根据所述稳态段数据计算发动机实际部件特性衰退量评估系数，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的小涵道比涡扇发动机性能评估方法，其特征在于，所述目标变量变化与优化变量之间的影响关系矩阵的横轴为相对于发动机进口总温的相对转速，所述影响关系矩阵的纵轴为发动机的气路旋转部件的效率与发动机低压涡轮燃气后总温之间的梯度；
7.根据权利要求5所述的小涵道比涡扇发动机性能评估方法，其特征在于，所述自调整模型的目标变量指传感器实测参数与所述自调整模型输出的状态值之间的偏差；包括：高压转子功率偏差、高压转子功率偏差、涡轮后压力、涡轮后温度、高压功率差、低压功率差、压气机后总压。
8.根据权利要求1所述的小涵道比涡扇发动机性能评估方法，其特征在于，所述获取基于所述发动机试验试飞数据的发动机部件性能衰退量后，对所述发动机实际部件特性衰退量评估系数归一化处理。
9.根据权利要求1所述的小涵道比涡扇发动机性能评估方法，其特征在于，所述发动机试验试飞数据的发动机部件性能衰退趋势包括采样时刻和所述采样时刻对应的发动机部件性能衰退量；
...【技术特征摘要】
1.一种基于模型自调整的小涵道比涡扇发动机性能评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的小涵道比涡扇发动机性能评估方法，其特征在于，所述进行采样时刻的稳态段提取包括：
3.根据权利要求2所述的小涵道比涡扇发动机性能评估方法，其特征在于，所述激活稳定状态阶段指：在一定采样时间内，油门杆角度pla、发动机进口总压tp2、发动机进口总温tt2的波动差小于预设阈值，压气机相对转速大于0.9；
4.根据权利要求1所述的小涵道比涡扇发动机性能评估方法，其特征在于，所述传感器实测参数包括：油门杆角度、转速、截面温度、截面压力。
5.根据权利要求1所述的小涵道比涡扇发动机性能评估方法，其特征在于，所述自调整模型根据所述稳态段数据计算发动机实际部件特性衰退量评估系数，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的小涵道比涡扇发动机性能评估方法，其特征在于，所述目标变量变化与优化变...
【专利技术属性】
技术研发人员：詹轲倚，吴雄，龙振军，徐鸣，张志伟，刘耀阳，
申请(专利权)人：中国航发贵阳发动机设计研究所，
类型：发明
国别省市：
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