Методи та моделі запобігання помпажним явищам у системі керування газотурбінного двигуна

ЗМІСТ
Перелік умовних позначень . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Вступ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Розділ 1. Огляд стану проблеми та постановка задачі дослідження . . . . . 1.1. Протипомпажний та протизривний блок у системі автоматичного керування авіаційного ГТД . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2. Порівняння роботи спрощених моделей ДОЛ, ПС, ПС та перспективних методів діагностики помпажних явищ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2.1. Електроні сигналізатори із логарифмічної характеристикою. . . . . 1.2.2. Діагностування помпажних явищ за допомогою вейвлет-аналізу. . 1.2.3. Результати роботи спрощених моделей ДОЛ, ПС, ПС та методу на основі вейвлет-аналізу при виявленні зривних процесів. . . . . . . . . 1.3. Висновки по
розділу та постановка задачі дослідження . . . . . . . . . . . . .
Розділ 2. Вибір типу вейвлету та його параметрів для дослідження помпажних явищ двигуна. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1. Дослідження обертового зриву та помпажу ГТД на основі аналізу сигналу тиску повітря за компресором. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1. Аналіз фізичних процесів за допомогою перетворення Фур'є. . . . . 2.1.2. Дослідження помпажних явищ через швидке перетворення Фур'є. 2.2. Обґрунтування вибору вейвлету та параметрів вейвлет-перетворення. . . 2.2.1. Особливості безперервного та дискретного вейвлет-перетворення 2.2.2. Аналіз фільтруючих властивостей вейвлетів. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.3. Порівняння ефективності визначення помпажних явищ за допомогою вейвлетів. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3. Висновки по
розділу . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Розділ 3. Діагностування помпажу ГТД на основі S-дискримінанту та вейвлет-аналізу . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1. Безрозмірні амплітудні дискримінанти для виявлення зривних процесів 3.1.1. Усунення неінваріантності статистичних ознак. . . . . . . . . . . . . . . . 3.1.2. Аналіз зривних процесів на основі ВА і дискримінантних ознак. . 3.2. Метод S-дискримінант та його модифікація. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2.1. Основні властивості S-дискримінанту. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2.2. Модифікація методу S-дискримінанту. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3. Висновки по
розділу 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Розділ 4. Побудова модуля запобігання помпажним явищам у системі керування газотурбінного двигуна . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.1. Аналіз складних систем із використанням карт Кохонена SOM. . . . . . . . 4.2. Вибір модифікації карт Кохонена SOM для дослідження помпажних явищ у турбокомпресорі ГТД . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.2.1. Загальні властивості побудови карти Кохонена SOM. . . . . . . . . . . 4.2.2. Аналіз ефективності різних модифікацій карт Кохонена SOM. . . . 4.3. Модуль запобігання помпажним явищам у системі керування газотурбінного двигуна. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.3.1. Побудова моделі перехідних процесів у газоповітряному тракті двигуна. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.3.2. Компоненти модуля діагностування зривних процесів. . . . . . . . . . 4.3.3. Компоненти регулювання у модулі запобігання помпажу САКД. . 4.4. Висновки по
розділу 4. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Розділ 5. Експериментальне дослідження зривних процесів у газотурбінному двигуні . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.1. Підготовка вхідних даних. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.1.1. Виявлення помпажу через S-дискримінант та вейвлет-аналіз сигналу тиску повітря за компресором . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.1.2. Підтвердження достовірності результатів отриманих за допомогою модифікованого методу S-дискримінанту. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.1. Визначення рівня перешкодостійкості модифікованого методу S-дискримінанту. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.1.4. Статистична обробка ВК сигналів вимірювальних систем двигуна при дослідження зривних процесів. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2. Робота модуля діагностування помпажу на основі ВА та Regularity SOM. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3. Висновки по
розділу 5. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Розділ 6. Програмна реалізація методів та моделей діагностування помпажних явищ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.1. Опис функцій аналізу амплітудно-частотних характеристик сигналів вимірювальних систем двигуна. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.2. Програмна реалізація функцій вейвлет-аналізу в ПАК "WinПОС" для дослідження помпажних явищ ГТД. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.2.1. Програмна реалізація вибору типу вейвлета і параметрів вейвлет-перетворення. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.2.2. Програмна реалізація моделей стандартних сигналізаторів помпажу типу ПС . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.2.3. Програмна реалізація дискримінантних оцінок розподілення вейвлет-коефіцієнтів досліджуваних сигналів "WinПОС" . . . . . . . . . . . . . . . . 6.3. Програмна реалізація методики карт Кохонена SOM. . . . . . . . . . . . . . . . . 6.4. Висновки по
розділу 6. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Висновки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Додаток А. Характеристика джерел газодинамічної нестійкості у турбомашинах. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Додаток Б. Акти впровадження . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Додаток В. Структурна схема керування турбореактивного двоконтурного двигуна . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Додаток Г. Експериментальні дослідження явищ нестійкої течії у газоповітряному тракті ГТД в ПАК "WinПОС" . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Додаток Д . Параметри вагових функції для швидкого перетворення Фур'є. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Додаток Е. Параметри аналізу на основі швидкого перетворення Фур'є. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Додаток Ж. Аналіз сигналу тиску повітря за компресором упродовж зривних процесів. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Додаток З. Аналіз властивостей вейвлет-фільтрів . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Додаток И. Характеристики вільно розповсюджуваного ПЗ, що реалізує метод карт Кохонена SOM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Список