[发明专利]航空发动机健康参数估计方法及航空发动机自适应模型

权利要求书

1.一种航空发动机自适应模型，所述航空发动机为涡轴发动机，其特征在于，包括：航空发动机状态空间模型，涡轴发动机状态空间模型的输入向量u包括：旋翼总距θ₀、燃油流量W_fb、压气机效率退化系数dη_c、燃气涡轮效率退化系数dη_g以及动力涡轮流量系数dW_p；真实发动机的可测状态参数x_real包括：动力涡轮相对转速pnp、压气机相对转速pnc、动力涡轮出口温度T₄₅、压气机出口温度T₃与动力涡轮进口压力p₄₄；

健康参数估计器，用于基于航空发动机状态空间模型与真实发动机的可测状态参数，利用以下的增量式动态逆估计方法，实现对航空发动机健康参数的实时在线估计：

Δu(k)＝B^-1·(μ-(Δx(k)-Δx(k-1)))+Δu(k-1)

μ＝K_p·(Δx_real(k)-Δx(k))

式中，Δ代表各物理量相对于发动机稳态工作点的变化量；B为航空发动机状态空间模型的适维矩阵；u为航空发动机状态空间模型的输入向量，包含航空发动机的控制量和健康参数；x为航空发动机状态空间模型的状态向量；x_real代表真实发动机的可测状态参数；K_p为增益矩阵；k代表当前时刻；μ是伪控制量，由增益矩阵K_p、Δx_real以及Δx在线获得；

发动机机载模型，所述发动机机载模型为非线性自回归滑动平均模型结构，利用深度神经网络离线训练得到，所述发动机机载模型具体如下：

Y＝f_NN(M)

其中，输入量为历史时刻的燃油流量W_fb、旋翼总距θ₀、压气机效率退化系数dη_c、燃气涡轮效率退化系数dη_g、动力涡轮流量系数dW_p、动力涡轮相对转速pnp、压气机相对转速pnc、动力涡轮出口温度T₄₅、压气机出口压力p₃、发动机输出扭矩T_qe、飞行高度H、前飞速度ν_x以及当前时刻的W_fb、θ₀、dη_c、dη_g与dW_p；输出量为当前时刻的动力涡轮相对转速pnp、压气机相对转速pnc、动力涡轮出口温度T₄₅、压气机出口压力p₃与发动机输出扭矩T_qe；其中的健康参数为所述健康参数估计器估计得到。

2.如权利要求1所述航空发动机自适应模型，其特征在于，当航空发动机状态空间模型的适维矩阵B非方阵时，则：

B^-1＝B^T(BB^T)^-1

其中，上标T表示转置矩阵。