一种基于主成分分析法的发动机性能评估方法

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1、第29卷第6期2011年12月中国民航大学学报JoURNALoFCIVILAVIATIONUNⅣERSITYoFCHINAV01．29No．6December2011一种基于主成分分析法的发动机性能评估方法曹惠玲，牛军，涂迅来，薛鹏(中国民航大学航空工程学院，天津300300)摘要：为了能对发动机机队的性能进行视情维修管理和实时排序．利用多属性风险决策方法对高位空间进行降维处理，并根据性能参数中蕴含的客观信息建立主成分分析方法的综合模型。由该方法得出的综合指数可判断发动机的相对性能．为发动机性能评估提供依据。关键词：发动机性能：主

2、成分分析法：性能评估模型中图分类号：V228．7文献标志码：A文章编号：1674—5590(2011)04—0008—04EngineperformanceassessmentbasedonprincipalcomponentsanalysisCA0Hui-ling，NIUJun，TUXun-l面，XUEPeng(AeronauticEngineeringCollege，CAUC，Tianjin300300，China)Abstract：Inordertocarryonenginefleetforreal-timeperforma

3、ncerankingandconditionbasedmaintenancemanage—ment，thisarticleusesthemulti-attributeventuredecisionmethodtoreducethehighdimensionsofspace，andestablishacomprehensivemodelwhichconsistsofperformanceparametersbytheprincipalcomponentanalysismethods．Themethodcanbejudgedtheen

4、ginerelativeperformancebythecompositeindex，fortheengineperformanceappraisedprovidesthebasis．Keywords：engineperformance；principalcomponentanalysis；performanceevaluationmodel航空发动机与飞机的飞行安全紧密相关。因此发动机的视情维修和状态监控工作越来越受到重视，根据状态监控的信息及时而准确的把握发动机的性能的变化情况，是飞机安全、可靠的工作保障。飞机在巡航状态下，由

5、于各个性能参数相对较为稳定可以客观反映发动机的性能情况，因此可以根据状态监控的相关发动机性能信息对同类发动机进行动态性能排序，及时地了解同型号发动机的性能梯度，为判断发动机的性能衰减趋势和发动机机队管理提供依据。发动机性能排序的主要影响因素有燃油消耗率(DFF)、排气温度偏差(DEGT)、高压转子偏差(DNl)、低压转子偏差(DN2)和高低压转子振动值偏差(ZVBlF／ZVB2R)等【1]。航空公司一直使用单参数(DEGT)对发动机的性能进行排序，这种方法容易实现，对发动机性能排序和维修决策提供了一定的依据和指导。但是由于发动机的

6、复杂性，各个性能参数之间存在着相互影响和交叉，所以只监控某一参数并不能完整地反映发动机的实际性能状态。美国普惠公司首先利用多参数评估的方法来解决这一问题，主要是通过研究DEGT、DFF等参数问权重关系提出综合性能排序的思路[21。本文主要利用多属性风险决策的方法对高位空间进行降维处理，利用性能参数中蕴含的信息来综合评估发动机性能的优劣，进而为发动机的实时排序和视情维修管理提供充分的依据。1多参数综合评估问题的描述假设要评估的某一类事物由n个数据样本组成，其中各样本可用P个决策属性变量来描述，可以构成一个n×p阶的决策矩阵X=Z11

7、Z12X21X22：ZHl菇以’P个决策属性变量可从不同的方面反映该事物的整体特性，综合评估的主要问题是如何根据这P个属性变收稿日期：2011-03—31；修回日期：2011-07—05基金项目：中国民航大学科研基金项目(08CAUC—E01)作者简介：曹惠玲(1962一)，女，河北唐山人，教授，工学博士，研究方向为航空发动机性能分析与故障诊断．第29卷第6期曹惠玲，牛军，涂迅来，薛鹏：一种基于主成分分析法的发动机性能评估方法一9一量来综合评估某一个体的特性或是多个体之间的优劣顺序，这就是综合评估要解决的主要问题。在发动机监控中，

8、存在着根据发动机排气温度偏差和燃油流量增加的程度等来安排发动机维修计划，这两个参数是发动机性能的重要指标。但是仅按这两个指标安排维修计划有时会出现矛盾，在实际应用中很不方便。因此在制定维修计划时需要知道相关参数属性间的权重比，即通过降维的方法来给出