一种基于频域驼峰识别的轴流压气机旋转失速预警方法技术

本发明专利技术公开了一种基于频域驼峰识别的轴流压气机旋转失速预警方法，该方法通过持续动态压力信号采集，利用快速傅里叶变换持续计算一个压气机旋转周期内的压力信号的频谱，计算频谱对应的特征驼峰判别因子Ch，通过将特征驼峰判别因子Ch与检测阈值Chstall进行比较，判断压气机是否靠近旋转失速边界。轴流压气机旋转失速预警方法所定义的特征驼峰判别因子Ch具有明确的物理意义，用于实时在线检测先于旋转失速出现的频域驼峰，从而在压气机工作状况接近旋转失速边界时就发出预警，预警方法可靠。轴流压气机旋转失速预警方法只需要单一的信号传感器，采用快速傅里叶变换，中间过程少且计算速度快，并为主动控制提供充足的响应时间。

A method of rotating stall prediction for axial compressor based on frequency domain hump identification

The invention discloses a flow compressor rotating stall warning method in frequency domain identification of hump shaft based on this method, through the continuous dynamic pressure signal acquisition, using fast Fourier transform calculation of continuous pressure signal spectrum of a compressor rotation cycle, calculate the spectrum corresponding to the characteristics of the hump discriminant factor Ch, by comparing Ch discriminant features of hump with the detection threshold of Chstall factor, judging whether the compressor rotating stall near the boundary. The characteristics of the hump defined by rotating stall warning discriminant factor Ch has clear physical meaning and frequency domain for real-time online detection of hump appeared before rotating stall, so close to the rotating stall boundary in the compressor working condition when it issued a warning, warning method is reliable. The rotating stall prediction method of axial flow compressor needs only a single signal sensor, and uses fast Fourier transform. The intermediate process is less and the calculation speed is fast, and it provides sufficient response time for active control.

【技术实现步骤摘要】
一种基于频域驼峰识别的轴流压气机旋转失速预警方法
本专利技术涉及叶轮机械扩稳
，具体地说，涉及一种基于频域驼峰识别的轴流压气机旋转失速预警方法。
技术介绍
旋转失速是压气机中常见的气动失稳现象，轻则造成压气机性能急剧恶化，重则导致叶片断裂而造成整台压气机毁坏。传统的失速控制方法属于被动控制技术，其核心是确保压气机的工作点与失速边界之间有足够的裕度，使压气机在远离失速边界点的地方工作。然而，失速边界常常受到工作状态、以及进口流场畸变等因素的影响而难以准确给定，失速点又往往出现在压气机特性线的最高压比和效率点附近，失速裕度的给出严重制约了压气机性能。为了拓宽压气机的稳定工作范围、充分发挥压气机的压比和效率潜力，失速主动控制技术应运而生。“主动控制”是通过及时对失速先兆做出预警，以便提早采取措施来抑制失速现象的形成和发展。在主动控制思想的影响下，研究人员对压气机的失速起始过程进行了大量的试验研究。Day等人在文献“Stallinceptionandtheprospectsforactivecontrolinfourhigh-speedcompressors”(ASMEJournalo本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于频域驼峰识别的轴流压气机旋转失速预警方法，其特征在于包括以下步骤:步骤1.持续采集压气机动态压力信号，其中动态压力传感器垂直安装于壁面孔内，且采样频率fs大于叶片通过频率BPF的15～25倍；步骤2.每间隔一个旋转周期计算一次动态压力信号的频谱:存储采集的N点动态压力信号，并利用快速傅里叶变换的得到其频谱；其中，窗口长度N至少包含一个转子周期的信号；信号快速傅里叶变换由以下公式实现:

【技术特征摘要】
1.一种基于频域驼峰识别的轴流压气机旋转失速预警方法，其特征在于包括以下步骤:步骤1.持续采集压气机动态压力信号，其中动态压力传感器垂直安装于壁面孔内，且采样频率fs大于叶片通过频率BPF的15～25倍；步骤2.每间隔一个旋转周期计算一次动态压力信号的频谱:存储采集的N点动态压力信号，并利用快速傅里叶变换的得到其频谱；其中，窗口长度N至少包含一个转子周期的信号；信号快速傅里叶变换由以下公式实现:其中，x(n)表示当前窗口内的动态压力信号，X(k)表示信号的离散频谱，k为离散频率的序号，f为信号的实际频率；步骤3.利用步骤2得到的频谱，计算当前窗口内的特征驼峰判别因子Ch:

【专利技术属性】
技术研发人员：王博，吴艳辉，安光耀，陈智洋，杨国伟，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61