[发明专利]一种基于压气机出口压力的失速与喘振机载识别方法

说明书

本申请提供来一种基于压气机出口压力的失速与喘振机载识别方法，所述方法包括：根据所述压气机出口压力信号确定所述压气机出口压力的标准差及平均值，根据压气机出口压力的标准差及平均值确定压气机出口压力的紊流度；根据紊流度阈值判断是否生成失速标识；根据所述压气机出口压力信号确定所述压气机出口压力的变化率及平均值，根据压气机出口压力的变化率及平均值确定压气机出口压力的相对变化率；根据压气机出口压力的相对变化率判断是否生成喘振标识；若生成任意一个的失速标识和喘振标识，则生成失稳标识，即发动机处于失稳状态。该方法既能降低喘振识别时间、保证失速识别的可靠性，又能够排除停车、测压管路破裂等特殊情况的干扰而不误判。

技术领域

本申请属于航空发动机控制技术领域，特别涉及一种基于压气机出口压力的失速与喘振机载识别方法。

背景技术

喘振与失速是发动机压气机的两种主要失稳状态。喘振时，压气机内的气流在轴线方向进行低频率、高振幅的振荡，发动机整机表现为振动增大、发出低沉噪声、燃气温度升高、转速摆动或下降，轻则造成发动机工况急剧恶化，重则导致发动机停车或机械损伤，严重危及飞行安全。失速时，压气机内的气流出现较高频率的脉动，可能使叶片发生共振，是导致压气机叶片疲劳断裂的主要原因之一，而且失速极度发展之后往往导致喘振。

为了避免发动机出现严重损伤，发动机控制系统需要具备失速与喘振的识别功能。

目前的发动机失速与喘振识别方法中主要有：紊流度分析法、脉动压力方差法、压力变化率法、频谱分析法、小波分析法、李雅谱诺夫稳定性分析、相关积分法、自相关检测法等。其中，小波分析、李雅谱诺夫稳定性分析和相关积分法算法较为复杂，主要用于信号的事后分析；紊流度分析法、脉动压力方差法和压力变化率法、自相关检测法是基于信号时域波形幅值特征的识别方法；频谱分析是基于频域特征的识别方法。

不同方法所需的信号采样周期和计算量差异较大，针对发动机机载情况，受机载电子控制器计算能力的限制，计算量较小的紊流度分析法和压力变化率法是目前工程中常用的机载失稳识别方法。

而目前工程中常用的机载紊流度分析法和压力变化率法存在以下缺点：

1)单独使用紊流度分析法识别失速与喘振，识别喘振需要的时间较长，不利于喘振的及时处置；

2)单独使用压力变化率法识别失速与喘振，识别失速的可靠性不高；

3)常规的紊流度分析法和压力变化率法在停车、测压管路破裂、压气机/涡轮结构失效、意外熄火等特殊情况下容易误判。

发明内容

本申请的目的是提供了一种基于线段拟合在线识别间隙环节特征参数的方法及装置，以解决或减轻上述至少一个问题。

在一方面，本申请提供了一种基于压气机出口压力的失速与喘振机载识别方法，所述方法包括：

根据所述压气机出口压力信号确定所述压气机出口压力的标准差及平均值，根据压气机出口压力的标准差及平均值确定压气机出口压力的紊流度；

若当前周期的压气机出口压力的紊流度大于紊流度阈值则生成紊流度阈值标识，若自当前周期连续向后m1个周期均具有紊流度阈值标识，且自第m1周期连续向前m2个周期的压气机出口压力与压气机出口压力的平均值之差不全为负值且不全为正值，m1＞m2，则生成失速标识；

根据所述压气机出口压力信号确定所述压气机出口压力的变化率及平均值，根据压气机出口压力的变化率及平均值确定压气机出口压力的相对变化率；

若当前周期的压气机出口压力的相对变化率小于突降阈值，且向后m3个周期的压气机出口压力的相对变化率均小于突降阈值，则生成突降标识；若当前周期的压气机出口压力的相对变化率大于突降阈值，且向后m4个周期的压气机出口压力的相对变化率均大于突降阈值，则生成突升标识；若具有突升标识，且前m5个周期内具有突降标，则生成喘振标识；