【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及航空发动机，特别地，涉及一种航空发动机特征矩阵与特征值建立方法。
技术介绍
1、每台航空发动机在制造出厂后，由于各部件微小的制造偏差，不可避免地会出现性能偏差，通常称为制造偏差引起的性能分散度。同时，发动机的涡轮导向器面积可以进行调整匹配，也会对发动机的性能造成影响。随着发动机使用时间的增长，发动机部件出现磨损、腐蚀、蠕变等现象，也会造成发动机部件性能变化，通常称为随使用时间的性能衰减。
2、目前发动机的个体偏差主要体现在相同环境下，相同的输出功率、推力目标时，发动机物理转速、涡轮前温度等参数的差异。经统计，发动机个体差异程度在长时间使用后被放大，不同发动机的性能表现情况差距可以达到10％。现有的发动机故障诊断、偏差分析等方法，大多使用统计分析、模型推算等手段来给出发动机性能差异的原因。
3、而对于多种原因造成发动机的性能偏差，很难通过单一的计算或统计方法给出具体的原因。判断故障、差异的手段做不到全面、量化。
技术实现思路
1、本申请优选实施例提供了一种航空发动机特征矩阵与特征值建立方法，以解决现有的发动机故障诊断、偏差分析方法对于多种原因造成发动机的性能偏差，很难通过单一的计算或统计方法给出具体的原因，判断故障、差异的手段做不到全面、量化的技术问题。
2、本申请采用的技术方案如下：
3、一种航空发动机特征矩阵与特征值建立方法，包括步骤：
4、s1、基于目标发动机建立非线性计算模型m，主要输入条件包括发动机设
5、s2、计算目标发动机某一状态下的稳态数据，记为该状态下的发动机标准数据；
6、s3、根据目标发动机类型选取特征参数x1～xn，其中，所有特征参数都是目标发动机某一个参数与发动机标准数据的差值，以百分数记；
7、s4、根据特征参数定义目标发动机的特征值x＝(x1、x2、x3…xn)t，式中x1～xn为根据目标发动机类型选取的特征参数；
8、s5、选取目标发动机的结果参数，其中，所有结果参数都是目标发动机某一个参数与发动机标准数据的差值，以百分数记；
9、s6、目标发动机的结果参数定义目标发动机测量的截面性能参数为结果值y＝(y1、y2、y3…ym)t，式中y1～ym为选取的目标发动机的结果参数；
10、s7、当特征值x发生变化后，通过目标发动机的非线性计算模型m计算得到结果值y，以矩阵的形式表达特征值x与结果值y的关系，定义为目标发动机特征矩阵s；
11、s8、根据该目标发动机某次实测结果参数整理出对应的结果值，找到最符合结果值的特征矩阵，即可得到对应的特征值，从而得出使目标发动机性能发生变化的原因。
12、进一步地，步骤s1中，所述某一状态包括海平面、标准天、0ma、最大起飞状态。
13、进一步地，步骤s3中，所述特征参数包括低压压气机压比变化、低压压气机流量变化、低压压气机效率变化、高压压气机压比变化、高压压气机流量变化、高压压气机效率变化、燃烧室总压损失变化、高压涡轮流量变化、高压涡轮效率变化、低压涡轮流量变化、低压涡轮效率变化、动力涡轮流量变化、动力涡轮效率变化、排气装置面积变化。
14、进一步地，步骤s5中，所述结果参数包括高压转速变化、低压转速变化、动力涡轮转速变化、进口空气流量变化、进口总温变化、压气机出口总压变化、低压涡轮出口温度变化、排气温度变化。
15、进一步地，步骤s7中，特征值x发生变化时，依据实际发动机特征参数可能的变化范围，制定各特征参数的特征值x的取值范围；依据计算所需要的精度给定相应特征值x的变化步长。
16、进一步地，步骤s8中，采用人工神经网络寻找最符合结果值的特征矩阵。
17、进一步地，所述目标发动机为双转子自由涡轮式发动机。
18、本申请另一优选实施例提供了一种航空发动机特征矩阵与特征值建立装置，包括：
19、计算模型建立模块，用于基于目标发动机建立非线性计算模型m，主要输入条件包括发动机设计点参数、部件特性；
20、稳态数据计算模块，用于计算目标发动机某一状态下的稳态数据，记为该状态下的发动机标准数据；
21、特征参数选取模块，用于根据目标发动机类型选取特征参数x1～xn，其中，所有特征参数都是目标发动机某一个参数与发动机标准数据的差值，以百分数记；
22、特征值定义模块，用于根据特征参数定义目标发动机的特征值x＝(x1、x2、x3…xn)t，式中x1～xn为根据目标发动机类型选取的特征参数；
23、结果参数选取模块，用于选取目标发动机的结果参数，其中，所有结果参数都是目标发动机某一个参数与发动机标准数据的差值，以百分数记；
24、结果值定义模块，用于目标发动机的结果参数定义目标发动机测量的截面性能参数为结果值y＝(y1、y2、y3…ym)t，式中y1～ym为选取的目标发动机的结果参数；
25、特征矩阵计算模式，用于当特征值x发生变化后，通过目标发动机的非线性计算模型m计算得到结果值y，以矩阵的形式表达特征值x与结果值y的关系，定义为目标发动机特征矩阵s；
26、特征值寻找模块，用于根据该目标发动机某次实测结果参数整理出对应的结果值，找到最符合结果值的特征矩阵，即可得到对应的特征值，从而得出使目标发动机性能发生变化的原因。
27、本申请另一优选实施例提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述航空发动机特征矩阵与特征值建立方法的步骤。
28、本申请另一优选实施例提供了一种存储介质，所述存储介质包括存储的程序，在所述程序运行时控制所述存储介质所在的设备执行所述航空发动机特征矩阵与特征值建立方法的步骤。
29、相比现有技术，本申请具有以下有益效果：
30、本申请提供了一种航空发动机特征矩阵与特征值建立方法、装置、电子设备，所述航空发动机特征矩阵与特征值建立方法通过目标发动机的特征参数和结果参数的选取，以矩阵形式表达发动机性能变化的自变量和因变量，并基于发动机非线性模型建立特征参数和特征矩阵的对应关系，最后利用计算机的算力，对结果值和特征矩阵进行匹配分析，可穷举对发动机性能造成影响的因素，给出量化关系，能够更全面、真实的找到使目标发动机性能发生变化的原因，为航空发动机的性能调试做出指导，另外本申请能够应于不同类型的航空发动机，可对不同类型的航空发动机的性能调试做出指导，具有较高的工程价值和广泛的市场应用前景。
31、本申请提供了除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本申请还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本申请作进一步详细的说明。
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1.一种航空发动机特征矩阵与特征值建立方法，其特征在于，包括步骤：
2.根据权利要求1所述的航空发动机特征矩阵与特征值建立方法，其特征在于，步骤S1中，所述某一状态包括海平面、标准天、0Ma、最大起飞状态。
3.根据权利要求1所述的航空发动机特征矩阵与特征值建立方法，其特征在于，步骤S3中，所述特征参数包括低压压气机压比变化、低压压气机流量变化、低压压气机效率变化、高压压气机压比变化、高压压气机流量变化、高压压气机效率变化、燃烧室总压损失变化、高压涡轮流量变化、高压涡轮效率变化、低压涡轮流量变化、低压涡轮效率变化、动力涡轮流量变化、动力涡轮效率变化、排气装置面积变化。
4.根据权利要求1所述的航空发动机特征矩阵与特征值建立方法，其特征在于，步骤S5中，所述结果参数包括高压转速变化、低压转速变化、动力涡轮转速变化、进口空气流量变化、进口总温变化、压气机出口总压变化、低压涡轮出口温度变化、排气温度变化。
5.根据权利要求1所述的航空发动机特征矩阵与特征值建立方法，其特征在于，步骤S7中，特征值X发生变化时，依据实际发动机特征参数可能的变
6.根据权利要求1所述的航空发动机特征矩阵与特征值建立方法，其特征在于，步骤S8中，采用人工神经网络寻找最符合结果值的特征矩阵Sr。
7.根据权利要求1所述的航空发动机特征矩阵与特征值建立方法，其特征在于，所述目标发动机为双转子自由涡轮式发动机。
8.一种航空发动机特征矩阵与特征值建立装置，其特征在于，包括：
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述航空发动机特征矩阵与特征值建立方法的步骤。
10.一种存储介质，所述存储介质包括存储的程序，在所述程序运行时控制所述存储介质所在的设备执行所述航空发动机特征矩阵与特征值建立方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种航空发动机特征矩阵与特征值建立方法，其特征在于，包括步骤：
2.根据权利要求1所述的航空发动机特征矩阵与特征值建立方法，其特征在于，步骤s1中，所述某一状态包括海平面、标准天、0ma、最大起飞状态。
3.根据权利要求1所述的航空发动机特征矩阵与特征值建立方法，其特征在于，步骤s3中，所述特征参数包括低压压气机压比变化、低压压气机流量变化、低压压气机效率变化、高压压气机压比变化、高压压气机流量变化、高压压气机效率变化、燃烧室总压损失变化、高压涡轮流量变化、高压涡轮效率变化、低压涡轮流量变化、低压涡轮效率变化、动力涡轮流量变化、动力涡轮效率变化、排气装置面积变化。
4.根据权利要求1所述的航空发动机特征矩阵与特征值建立方法，其特征在于，步骤s5中，所述结果参数包括高压转速变化、低压转速变化、动力涡轮转速变化、进口空气流量变化、进口总温变化、压气机出口总压变化、低压涡轮出口温度变化、排气温度变化。
5.根据权利要求1所...
【专利技术属性】
技术研发人员：张晨阳，王召广，黄新生，张怡超，杨志，李鑫，宋双文，
申请(专利权)人：中国航发湖南动力机械研究所，
类型：发明
国别省市：
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