用于使测量组构形适应燃气涡轮性能诊断的过程制造技术

本发明专利技术公开了一种用于使测量组构形适应燃气涡轮性能诊断的过程。所描述的方法和系统使用线性预估－校正评估过程从气路测量数据中评估燃气涡轮发动机模块性能的变化。测量构形矩阵Ｍ↓［Ｃ］和故障构形Ｆ↓［Ｃ］矩阵被集合。构形矩阵Ｍ↓［Ｃ］和构形矩阵Ｆ↓［Ｃ］被使用来使典型的线性预估－校正类型的性能评估过程适应给定的测量组，并且理想地适合于线性评估系统，比如那些使用卡尔曼滤波器的系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及燃气涡轮发动机建模领域。更特别地，本专利技术涉及用于适应(adapt)燃气涡轮发动机的测量组构形(measurement suite configuration)的方法和系统，以便根据传感器故障或数据缺失来提供 耐用的(robust)性能跟踪。
技术介绍
燃气涡轮性能诊断本身涉及当发动机随着时间的过去恶化时跟 踪在发动机模块性能测量(典型地是效率和流动参数)中的变化。推进 这种方法学的主要信息来源是沿着发动机的气路选取的测量，比如温 度、压力、速度等等。穿过宽阔的用户/航行器基地跟踪发动机群提出 了额外的复杂性，即被测量的参数因使用仪器和记录的保真度和穿过 安装的不可重复性而不同。传统的性能诊断评估方法应用 一些预估/校正评估计划的形式。这 些程序使用过去的性能评估作为用于当前性能评估计算的推理信息。 许多这些途径使用线性评估方法或它们的导数以从先前评估和当前 数据中推断性能变化。这种诊断方法成功的部署取决于许多因素，其 中一个是在不需要应用复杂的例外逻辑以覆盖所有可能的测量情景 的情况下它的适应不同测量组的能力。提供某种形式的测量构形的预备是提供在性能跟踪过程中所需 的耐用的步骤，该测量构形在不需要对诊断软件做出变化的情况下使 它本身适应当前有用的测量组以及适应跨过发动机监测程序寿命设 置的这种测量中的变化。有几个因素推进了对于这种测量构形过程的 需要。一个因素是在考虑中对于引导性能健康趋势的有用的气路测量 的数量和类型随着燃气涡轮的型号和类型而变化的事实。例如，应用 一个或两个巻轴的发动机、涡4仑喷气对涡4仑风扇喷气发动机、混合对 非混合流动、新一代或成熟型号的发动机以及其它的都是以气路使用 仪器的形式指示什么是有用的和什么是无用的因素，该使用仪器提供 用于性能评估过程的输入参数流。现有技术中许多公知的用于执行发动机模块性能健康跟踪的方 法在一定意义上都是一类的，即它们可纟皮应用在任何类型的燃气涡轮测量组。前者典型地是数据库问题，而后者可影响过程的实际软件执 行。适应任何特定测量构形的过程都将提供更大程度的耐用并且否定 需要软件改变以执行特定测量i更置。另 一个推动需要测量构形的因素是在航行器发动机监测中数据 缺失是常见的。不论什么原因，参数可从记录的输入流中或者在一段 时间中间歇地或者全部地消失。由于^(吏用仪器的问题、维修行为、记 录异常等等，可发生这种情况。不论什么起因，结果是有效的测量组 改变了。如果性能评估过程取决于(预选的)测量组，那么一个或多个 输入参数间歇的(或持续的)丟失将引起在分析中发生间隔。所需要的是更加耐用的发动机性能跟踪过程，其识别当前时间点 的测量组并且适应测量组来改变以允许性能评估过程进行。
技术实现思路
尽管有执行发动机性能跟踪的各种方法和系统，但是这种方法和 系统并不完全令人满意。专利技术人已经发现的是希望具有适应燃气涡轮 发动机的测量组构形的方法和系统，以便根据传感器故障或数据缺失 来提供耐用的性能跟踪。本专利技术的 一个方面提供了 一种用于使来自燃气涡轮发动机的测 量适应使用在性能跟踪中的方法。根据本专利技术的这个方面，该方法优选地开始于选择用于燃气涡轮发动机及其应用的默认的发动机构形、 获得对应预定数量的测量参数的气路数据样本、得到用于燃气涡轮发 动机的性能参数、将在时间k处的测量参数和性能参数与预定的阈值 比较以确定每一个参数的品质和/或可用性，其中被确定是有问题的参 数对于性能跟踪被界定为不存在的，基于默认的发动机构形和现有测量参数Z确定测量构形矩阵Mc,以及基于默认的发动机构形和现在 的性能参数x确定故障构形矩阵Fc，并且使用测量构形矩阵Mc和故 障构形矩阵Fc来适应性能跟踪方法。该方法的另一个方面是测章构形矩阵Mc是大小为m的单位矩 阵，其中m二被测量参数的个数。该方法的另一个方面是故障构形矩阵Fc是大小为n的单位矩阵， 其中n-被评估的性能故障的个数。该方法的另 一 个方面是在测量构形矩阵Mc的主对角线中的零输 入代表有问题的或缺失的参数测量。该方法的另一个方面是在故障构形矩阵MF的主对角线中的零输 入代表那些故障，该故障的评估受到被使用来计算性能评估的对应测 量参数的丟失的影响。本专利技术的 一个或多个实施例的详细描述将在下面的附图和说明 中^皮提出来。通过说明和附图以及通过权利要求，本专利技术其它的特征、 目的和优点将变得显而易见。附图说明图1是示范性方法的方块图。图2是本专利技术的单个模块的示范性应用结构。具体实施方式通过参考附图将对本专利技术的实施例进行描述，其中各处相似的数 字代表相似的元件。进一步地，可以理解的是在本文中使用的措辞和用语是出于说明的目的并且不应该被认为是限制性的。在本文中对 "包含"、"包括，，或"具有"以及它们的变体的使用意味着包括此 后列出的条目和它的等同物以及另外的条目。用语"被安装"、"被 连接"和"被结合"被广泛地使用并且包括两种直接的和间接的安装、 连接和结合。进一步地，"被连接"和"被结合"并不被限定为物理 的或机械的连接或结合。本专利技术并不受到附图中所描述或所暗示的任何特定软件语言的 限制。多种备选的软件语言可被使用来执行本专利技术。如现有技术中的 普遍惯例， 一些部件和条目被图解和描述，就好像它们是硬件元件。 然而，在方法和系统中的各种部件都可在软件或硬件中被执行。本专利技术是模块化结构并且可作为切实包含在程序存储装置上的 应用程序被配置成软件。用于#1行的应用代码可存在于多个不同类型 的对本领域的那些技术人员是公知的计算机可读媒介上。图1图示了用于适应燃气涡轮发动机的测量组构形的方法和系 统，以根据传感器故障或数据缺失来提供耐用的性能跟踪。该方法开始于在离散时间k处获得发动才几气路数据样本(步骤102)。气路数据包 括多个气路参数测量，比如巻轴速度、温度、压力和流率。对于特定 的燃气涡轮发动机型号和它的特定应用场合，可有一组默认的在发动 机气路中被测量的参数。这符合用于该发动机型号和应用场合的标准 的"物料清单"传感器构形。该组默认的参数创建了测量组并且是公知推理的(步骤103)。测量 矩阵Mc基于该組默认的发动机测量参数被集合并且被保持。测量矩 阵Mc是大小为m(mxm)的单位矩阵，其中m是被测量的参数的个数， 并且被界定为其中i和j是行指数和列指数。为了确定测量参数的品质和/或可用性，在时间k处发动机气路参数的向量被典型地与预定的阈值做比较(步骤104)。范围外的参数或丟 失的参数将使这些测试失败并且测量参数Z的向量将被标记为不具有 默认的构形。同样地，如果所有的参数都在阈值内，那么然后测量参 数的向量将被标记为具有默认的构形并且对于性能诊断跟踪将立刻 是有用的(步骤109)。如果测量参数Z的向量被标记为不具有默认的构形，那么这指示 至少一个测量参数或者在预定的阈值之外或者是完全丟失的，也就是 数据缺失。在任一情形中，有问题的或丢失的参数测量对于随后的性 能诊断跟踪都要被确定是不存在的(步骤105),并且测量构形矩阵Mc 被改变(步骤106)<formula>formula see original document page 10</formula>(2)通过
技术介绍
，发动机性能诊断本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于使来自燃气涡轮发动机的测量适应在性能跟踪中的使用的方法，包括：选择用于所述燃气涡轮发动机及其应用的默认的发动机构形；获得对应预定数量的测量参数的气路数据样本；得到用于所述燃气涡轮发动机的性能参数；将在时间ｋ处的所述测量参数和性能参数与预定的阈值比较，以便确定每一个参数的品质和／或可用性，其中，被确定是有问题的参数对于性能跟踪被界定为不存在的；基于所述默认的发动机构形和现有测量参数Ｚ确定测量构形矩阵Ｍ↓［Ｃ］，以及基于所述默认的发动机构形和现在的性能参数ｘ↓［０］确定故障构形矩阵Ｆ↓［Ｃ］；和使用所述测量构形矩阵Ｍ↓［Ｃ］和故障构形矩阵Ｆ↓［Ｃ］来适应性能跟踪方法。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：AJ沃尔波尼，
申请(专利权)人：联合工艺公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]