[发明专利]基于试验数据的涡轴发动机控制性能指标提取方法

摘要

本发明公开了一种基于试验数据的涡轴发动机控制性能指标提取方法，用于解决现有控制性能指标提取方法准确度差的技术问题。技术方案是根据涡轴发动机试验数据的特点，采用统计学的方法统计分析试验数据，然后依次自动判断控制系统的稳态过程和动态过程，最后参考涡轴发动机控制系统性能指标的定义，分别计算涡轴发动机控制系统的性能指标；其中，在动态过程与稳态过程的分割点处，采用了局部修正方法，以提高所提取指标的精确度。采用本发明方法，能够自动地从大量的涡轴发动机的试验数据中快速、有效地提取性能指标。

主权项

一种基于试验数据的涡轴发动机控制性能指标提取方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、按照设定的基准值，将试验数据中各相关模拟量参数转换为相对量，相对量的取值范围是0～100；步骤二、根据数据测试条件和大小，将油门杆角度或总距杆角度数据变化的范围等间隔划分为n个区间；统计分析每个小区间内的数据个数N_i；其中，n为小区间个数；N_i为每个小区间内数据个数；i代表某一具体的区间，i＝1,2,…,n；步骤三、计算阈值T_h，当落入区间i的数据点个数N_i>T_h时，这些数据就自动归类为稳态过程数据，记为N_pk；其中，T_h＝ξ·N/n，ξ为修正系数；N为油门杆或总距杆角度数据点数的总量，p_k∈{1,2,…,n}，p_k<p_k+1，k＝1,2,…,m，m≤n；步骤四、从k＝1开始搜索，如果|p_k‑p_k+1|＝1，则将这两个小区间合并；如果|p_k‑p_k+1|>1，则小区间保持各自独立，直至搜索完所有的小区间；此时，假设有t组数据，每组包含有若干个相邻的小区间；其中，1≤t≤m；步骤五、在时间坐标系统上，对任一组中的数据进行聚类分析，把它分为a类；按照时间顺序对该类数据从小到大排列；对任意相邻的两类数据，在时间轴上计算最短距离D＝mind(b_i,c_j)；当D小于D_min，则将该两类数据合成一类数据，即同一稳态过程数据，否则为不同稳态过程数据；采用此方法处理所有的数据组，总共获得w组稳态过程数据；其中，b_i,c_j分别是两类数据中任意两个数据点；D_min是阈值；步骤六、给定稳态过程数据的长度阈值L_th，分别计算上一步骤中获得的各组稳态过程数据的长度L_i，当L_i<L_th，则该组数据为动态过程数据，舍去该组数据；否则保留该组数据；步骤七、按照时间递增顺序，重新对稳态过程数据进行排序；按照比例λ_i，截取任一稳态过程数据的中间部分，剔除异常毛刺的数据后，计算该部分数据的算术平均值和数据的最大偏差量，作为该段数据的稳态值和稳态误差σ_i；以计算获得的稳态值和稳态误差σ_i为依据，形成一个稳态数据带，从稳态过程截取的中间部分数据逐步向两侧搜索，直到超出该稳态数据带的数据为止；其中，0<λ_i<1；步骤八、分析稳态过程数据段的终止点附近连续f个数据的变化趋势，当数据有一个稳定的上升或下降趋势时，定为稳态过程的终止点，即为动态过程起始点；步骤九、将通过上面步骤计算得到的稳态过程，在时间轴上映射到其余各项模拟量参数，采用步骤七的方法，确定其余各项模拟量参数的起止点；考虑到后面仅计算各项性能指标，此时无需调整稳态过程的终止点，只需要进一步确定稳态过程及其起始点；此外，此处的最大偏移量改由用户设定，对于某次测评来说，为一个确定的数值；步骤十、以步骤八计算得到的油门杆或总距杆角度稳态过程的起始点作为动态过程的起点，结合步骤九计算得到的稳态过程及其起始点，也即动态过程的终点，参考涡轴发动机控制系统性能指标的定义，计算出各项相关参数的性能指标。