一种燃气轮机控制系统的智能测试方法及测试系统技术方案

本发明专利技术公开了一种燃气轮机控制系统的智能测试方法及测试系统，涉及燃气轮机测试技术领域，由初步测试单元对燃气轮机进行初步测试，分别生成机体启动系数Jts及机体运行系数Jys，筛选出测试数据中的异常数据，生成异常排序；先由方案汇总单元依据异常数据获取对燃气轮机控制系统的测试方案，汇总后建立测试方案库，确定不同测试方案间的测试顺序并输出，依次对测试方案进行模拟，若测试顺序可行，由输出单元将测试顺序输出，如果不可行，则获取并输出可行的测试顺序，并由预警单元发出预警信息。对测试方案及测试顺序进行模拟和验证，使测试方案能够有序的完成，控制系统在实际应用场景下，获取的测试结果更为可靠。获取的测试结果更为可靠。获取的测试结果更为可靠。

【技术实现步骤摘要】
一种燃气轮机控制系统的智能测试方法及测试系统


[0001]本专利技术涉及燃气轮机测试
，具体为一种燃气轮机控制系统的智能测试方法及测试系统。

技术介绍

[0002]燃气轮机是一种将燃料燃烧产生的热能转化为机械能的热力机械装置，它采用压缩空气，然后将其加热，再通过涡轮转动产生功率的原理，实现了能量的转换，广泛应用于发电、航空、船舶、机车、重型机械等领域。
[0003]燃气轮机的工作过程一般分为四个步骤：空气压缩、燃料燃烧、热能释放和涡轮转动。在燃气轮机中，压缩空气的部分称为压气机，将空气加热的部分称为燃烧室，将热能转化为机械能的部分称为涡轮机。燃气轮机的效率高、响应速度快，具有体积小、重量轻等优点，是一种非常先进的热力机械装置。
[0004]在燃气轮机生产或维修后，为了保障燃气轮机的品质，通常还会对燃气轮机控制系统进行测试，例如功能测试、性能测试、可靠性测试、安全测试及兼容性测试等。
[0005]但在不同的使用环境下时，燃气轮机的控制系统的运行性能会存在较大的差距，因此测试结果也会不同，而为了保持测试结果的真实性，也应当选择不同的测试方案分别进行测试，但现有的燃气轮机的测试方法对燃气轮机的实际使用场景有一定的忽视，所选择的测试方案和实际情况匹配度也不高，这就容易导致测试结果的可靠性不足。
[0006]为此，本专利技术提供了一种燃气轮机控制系统的智能测试方法及测试系统。

技术实现思路

[0007](一)解决的技术问题
[0008]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种燃气轮机控制系统的智能测试方法及测试系统，通过由初步测试单元对燃气轮机进行初步测试，分别生成机体启动系数Jts及机体运行系数Jys，筛选出测试数据中的异常数据，生成异常排序；先由方案汇总单元依据异常数据获取对燃气轮机控制系统的测试方案，汇总后建立测试方案库，确定不同测试方案间的测试顺序并输出，依次对测试方案进行模拟，若测试顺序可行，由输出单元将测试顺序输出，如果不可行，则获取并输出可行的测试顺序，并由预警单元发出预警信息。对测试方案及测试顺序进行模拟和验证，使测试方案能够有序的完成，控制系统在实际应用场景下，获取的测试结果更为可靠，从而解决了
技术介绍
中的问题。
[0009](二)技术方案
[0010]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：
[0011]一种燃气轮机控制系统的智能测试系统：包括初步测试单元、第一处理单元、控制单元、方案汇总单元、预警单元、第二处理单元、模拟测试单元及输出单元，其中，
[0012]在燃气轮机处于复杂工况且高负荷的运行环境下时，由初步测试单元对燃气轮机进行初步测试，获取相应的测试数据，在将测试数据发送至第一处理单元后，分别生成机体
启动系数Jts及机体运行系数Jys；当机体启动系数Jts及机体运行系数Jys中至少存在一个超过相应阈值时，筛选出测试数据中的异常数据，通过异常数据的异常程度生成异常排序；
[0013]由控制单元形成控制指令，先由方案汇总单元依据异常数据获取对燃气轮机控制系统的测试方案，汇总后建立测试方案库，后由预警单元向外部发出预警信息；
[0014]获取异常数据与测试方案库内的测试方案的相似度，通过相似度的高低，使第二处理单元确定不同测试方案间的测试顺序并输出，依据测试顺序使模拟测试单元依次对测试方案进行模拟，若测试顺序可行，由输出单元将测试顺序输出，如果不可行，则获取并输出可行的测试顺序，并由预警单元发出预警信息。
[0015]进一步的，所述初步测试单元包括环境识别模块、启动测试模块及启动测试模块，其中，通过环境识别模块对燃气轮机的运行环境进行识别，当燃气轮机处于复杂工况且高负荷的运行环境下时，对燃气轮机的控制系统开启初步测试，获取相应的测试数据；
[0016]由启动测试模块在测试数据中获取子数据：启动时间Qt，燃油消耗率Rx，噪声Zs，汇总建立启动数据集；由运行测试模块在测试数据中获取子数据：运行效率Yx，平均输出功率Pg及污染物排放量Wp，建立运行数据集。
[0017]进一步的，所述第一处理单元包括评价模块、判断模块、预测模块及排序模块，分别将启动数据集及运行数据集发送至评价模块，由评价模块分别生成机体启动系数Jts及机体运行系数Jys；其中，机体启动系数Jts的生成方式如下：获取启动时间Qt，燃油消耗率Rx，噪声Zs，无量纲处理后，依据如下公式生成机体启动系数Jts；
[0018][0019]其中，0≤α≤1，0≤β≤1，且α+β＝1，α、β为权重，其具体值由用户调整设置，D为常数修正系数。
[0020]进一步的，机体运行系数Jys的生成方式如下：获取运行效率Yx，平均输出功率Pg及污染物排放量Wp，无量纲处理后，依据如下公式生成机体运行系数Jys，
[0021][0022]其中，γ及θ为可变更常数参数，0.49≤γ≤0.86，0.62≤θ≤0.97，其具体值由用户调整设置。
[0023]进一步的，在将机体启动系数Jts及机体运行系数Jys发送至判断模块后，判断两者中是否至少存在一个超过相应阈值，如果存在，则获取启动数据集及运行数据集中的子数据，在子数据超过相应阈值后，将超过相应阈值的子数据标记为异常数据，未超过的子数据标记为正常数据；将存在的一个或者多个异常数据送至排序模块，获取其与相应阈值的差值，以差值作为异常程度，并对异常程度进行排序，获取异常排序。
[0024]进一步的，当机体启动系数Jts及机体运行系数Jys的当前值均未超过相应阈值时，关联生成机体工作系数Jgs，机体工作系数Jgs的获取方式如下：
[0025][0026]其中，0≤F1≤1，0≤F2≤1，且0.74≤F1+F2≤1.69，其具体值由用户调整设置，C为
常数修正系数；沿着时间轴以固定间隔连续获取若干组的机体工作系数Jgs，由预测模块使用线性回归模型对机体工作系数Jgs的变化进行预测并输出预测值，当机体工作系数Jgs的预测值超过相应阈值时，由控制单元形成控制指令，使预警单元向外部预警。
[0027]进一步的，获取异常数据及相应的异常排序，使用关键词检索模型从现有的测试方案中获取与燃气轮机控制系统相关的测试方案，及测试方案的详细内容，由方案汇总单元将这些测试方案及方案内容汇总后，建立测试方案库。
[0028]进一步的，所述测试目标识别模块、输入模块及配对模块，其中，
[0029]由测试目标识别模块通过测试方案的方案内容，筛选出测试方案的侧重点并作为测试目标，将异常数据及异常排序输入至输入模块后，通过测试目标与异常数据间的相似度，由配对模块从测试方案库中匹配出相应的测试方案，将测试方案依据异常排序依次输出，生成测试顺序。
[0030]进一步的，使用燃气轮机及其控制系统的图像及参数，在经过测试和训练后，由模拟测试单元构建燃气轮机控制系统的数字孪生模型，当燃气轮机处于复杂工况且高负荷的运行环境下时，以数字孪生模型依照测试顺序逐个对测试方案进行模拟，判断本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃气轮机控制系统的智能测试系统，其特征在于：包括初步测试单元(10)、第一处理单元(20)、控制单元(30)、方案汇总单元(40)、预警单元(50)、第二处理单元(60)、模拟测试单元(70)及输出单元(80)，其中，在燃气轮机处于复杂工况且高负荷的运行环境下时，由初步测试单元(10)对燃气轮机进行初步测试，获取相应的测试数据，在将测试数据发送至第一处理单元(20)后，分别生成机体启动系数Jts及机体运行系数Jys；当机体启动系数Jts及机体运行系数Jys中至少存在一个超过相应阈值时，筛选出测试数据中的异常数据，通过异常数据的异常程度生成异常排序；由控制单元(30)形成控制指令，先由方案汇总单元(40)依据异常数据获取对燃气轮机控制系统的测试方案，汇总后建立测试方案库，后由预警单元(50)向外部发出预警信息；获取异常数据与测试方案库内的测试方案的相似度，通过相似度的高低，使第二处理单元(60)确定不同测试方案间的测试顺序并输出，依据测试顺序使模拟测试单元(70)依次对测试方案进行模拟，若测试顺序可行，由输出单元(80)将测试顺序输出，如果不可行，则获取并输出可行的测试顺序，并由预警单元(50)发出预警信息。2.根据权利要求1所述的一种燃气轮机控制系统的智能测试系统，其特征在于：初步测试单元(10)包括环境识别模块(11)、启动测试模块(12)及启动测试模块(12)，其中，通过环境识别模块(11)对燃气轮机的运行环境进行识别，当燃气轮机处于复杂工况且高负荷的运行环境下时，对燃气轮机的控制系统开启初步测试，获取相应的测试数据；由启动测试模块(12)在测试数据中获取子数据：启动时间Qt，燃油消耗率Rx，噪声Zs，汇总建立启动数据集；由运行测试模块(13)在测试数据中获取子数据：运行效率Yx，平均输出功率Pg及污染物排放量Wp，建立运行数据集。3.根据权利要求2所述的一种燃气轮机控制系统的智能测试系统，其特征在于：第一处理单元(20)包括评价模块(21)、判断模块(22)、预测模块(23)及排序模块(24)，分别将启动数据集及运行数据集发送至评价模块(21)，由评价模块(21)分别生成机体启动系数Jts及机体运行系数Jys；其中，机体启动系数Jts的生成方式如下：获取启动时间Qt，燃油消耗率Rx，噪声Zs，无量纲处理后，依据如下公式生成机体启动系数Jts；其中，0≤α≤1，0≤β≤1，且α+β＝1，α、β为权重，其具体值由用户调整设置，D为常数修正系数。4.根据权利要求3所述的一种燃气轮机控制系统的智能测试系统，其特征在于：机体运行系数Jys的生成方式如下：获取运行效率Yx，平均输出功率Pg及污染物排放量Wp，无量纲处理后，依据如下公式生成机体运行系数Jys，其中，γ及θ为可变更常数参数，0.49≤γ≤0.86，0.62≤θ≤0.97，其具体值由用户调整设置。
5.根据权利要求4所述的一种燃气轮机控制系统的智能测试系统，其特征在于：在将机体启动系数Jts及机体运行系数Jys发送至判断模块(22)后，判断两者中是否至少存在一个超过相应阈值，如果存在，则获取启动数据集及运行数据集中的子数据，在子数据超过相应阈值后，将超过相应阈值的子数据标记为...

【专利技术属性】
技术研发人员：张震宇，邹斐，王岩，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七〇三研究所，
类型：发明
国别省市：