航空发动机试车台推力仿真技术研究

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1、万方数据第29卷第l期计算机仿真2012年1月文章编号：1006—9348(2012)Ol一0067一04航空发动机试车台推力仿真技术研究宋江涛。邓小宝，魏海涛(中国飞行试验研究院，陕西西安710089)摘要：航空发动机试车准确测量推力问题，航空发动机推力是衡量发动机性能的主要参数。航空发动机试车台推力测量系统复杂．测试环境恶劣，易出现推力测量不准确。为解决上述问题，提出贝叶斯正则化算法的BP神经网络技术和相关性分析建立航空发动机试车台推力模型，进行推力仿真。在发动机试验过程中可实时计算发动机推力，和试车台推力测量系统的测试结果进行对比

2、，判别推力测量系统工作是否正常。仿真结果表明，设计的基于L—M贝叶斯正则化算法的BP神经网仿真模型可准确的计算不同大气条件下和各个工作状态的发动机实际推力。关键词：贝叶斯正则化；线性相关性；试车台中图分类号：11P183文献标识码：AResearchonSimlllatingTest—BedThrustsofAero—EngineSONGJiang—tao，DENGXiao—bao，WEIHai—tao(ChinaniglltTestEstablishment，Xi’anShaIl】【i710089，China)ABSTRACT：En西

3、nethmstisanimportantfactorevaluatingenginepe而mallces．Tes卜bedsystemisusuallycom-plex，andtestcircumstancesarebad，therefbre，t11eme黯uredthmstc肌beinaccuracy．Usingalot0fdataf南mactu-alen舀netestsastrainingsamples，amodelofsimlllatingen舀nethmstwasbuiltb髂edonL—MBayesianregulationBP

4、neutralnetworksandrelativityanalysis．Alsothismodelcanbeusedtoreal—timesimulateen西nethnlstunderdif-ferentatmospheresandworkingconditions．Comparingthesimulatedresultswitlltlleacutualmeasuredones，wetherthesystem0fmeasuringthmstsisnoHnalornotcanbejudged．Thesimulationresultss

5、howthatthebuiltmodelinthisp印erc明accuratelypredicttheactualenginethrustsunderdifreremtempemtures锄dworkingconditions．KEYWoRDS：BayesiaIlregIllation；“nearcon．elation；Testbed1引言航空发动机是一个强非线性、时变、高度复杂的多维气动热力学系统，为了研究其工作特性和进行有效控制，必须对作为航空发动机的特性进行分析和测定，建立一个良好的数学模型。利用数学仿真模型代替真实发动机作为被

6、控对象．可以减少新研制的发动机的风险，缩短研制周期(1]。在传统的发动机建模中。由于包含有复杂的热力和气动方程，导致建模过程在有精度要求的情况下，计算变得极其复杂，不仅影响实时性。而且在某些区域可能存在迭代不收敛的情况。随着现在计算机技术的日新月异，人工神经网络得到了长足的发展。人工神经网络以其强大的并行处理机制、任意函数的逼近能力、学习能力以及自组织和自适应能力等在建模、决策、预测、控制和故障诊断等领域得到了广泛的应用。其中研究较多的是BP网络[2]。但是BP网络收敛速度慢而且易陷入局部极小值，特别是BP网络通常只能给出一个解，收稿日

7、期：20ll一02—2l修回日期：2011—03—30受训练样本病态影响较大，基于神经网络的混合建模方法对BP神经网络的的缺点有一定的改进[3]。基于L—M贝叶斯正则化方法的BP网络在一定程度上克服了这些问题。在逼近能力、分类能力和学习速度等方面均优于BP网络。因此本文尝试基于L—M贝叶斯正则化方法的BP网络利用试车台数据进行建模研究，以期取得良好的效果。2航空发动机试车台推力为测量发动机在试车台的工作推力，必须建立一套推力测量装置。典型的发动机推力测量装置由动架、定架、测力传感器、二次仪表和校准装置组成。发动机固定在动架上，试车时，在

8、发动机推力的作用下，发动机连同动架沿轴向移动，与定架上的推力传感器相平衡，从而测得发动机推力。发动机推力测量系统加工复杂，精度要求高．每隔一段时间就必须进行发动机的中心加载校准、静校和动校。得到发动机的推力