基于核主成分分析的发动机性能衰退评估-论文.pdf

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1、g3l卷g3期沈阳航空航天大学学报Vol_31NO．32014年6月JournalofShenyangAerospaceUniversityJu1．2014文章编号：2095—1248(2014)03—0092—05基于核主成分分析的发动机性能衰退评估谭巍，徐健，张．睿(1．中国人民解放军海军航空兵学院飞行理论系，辽宁葫芦岛125001；2．海军驻沈阳地区发动机专业军事代表室，沈阳1100313．沈阳航空航天大学机电工程学院，沈阳110136)摘要：针对发动机在使用过程中的性能衰退评估问题，提出了一种基于核

2、主成分分析的发动机参数特征提取方法。通过对发动机性能衰退程度的分类，并与传统的主成分分析方法相比，该方法能够较好地解决航空发动机各参数之间存在的非线性问题，能够在保留原始数据主要信息的基础上获得较好的降维效果，在处理小样本非线性参数指标综合和维数压缩处理方面具有一定的推广价值。关键词：性能衰退；状态评估；核主成分分析；主成分分析中图分类号：V235文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．2095—1248．2014．03．018Researchontheassessmentofengineper

3、formancedeteriorationbasedonK_PCATANWei，XUJian，ZHANGRui(1．FlightTheoryDepartment，NavalAviationAcademy，Huludao125001，China；2．NavyStationinShenyangMilitaryRepresentativeOficeonEngine，Shenyang110031，China；3．MechanicalandElectricalEngineeringShenyangAerospaceU

4、niversity，Shenyang110136，China)Abstract：Inordertoassesstheengineperformancedeterioration，amethodofextractingengineparameterfeaturesispresentedbasedonKernelPrincipalComponentAnalysis(KPCA)．ComparedwiththetraditionalKPCA．thismethodproposesanewclassificationo

5、fdeteriorationtosolvethenonlinearproblemsinparame—ters，whichrealizesthedimensionalityreductionandthepreservationofmaininformationoforiginalparame-ters．Itisworthofpromotinginthesynthesisofsmallsamplenonlinearparameterindexanddimensionalityreduction．Keywords

6、：performancedeterioration；stateassessment；KPCA；PCA发动机性能衰退评估是对其运行状态的模式离度量进行健康状态分类J。杨帆针对核主元识别¨，其实质是利用当前数据和历史数据，获分析方法只能实现故障诊断，但无法实现故障变取发动机当前运行状态的信息，识别发动机当前量识别的问题，提出一种基于数据重构的核主元运行状态，为发动机的状态监控和后续的趋势预分析的故障变量识别方法。采用改进的数据重构测打下良好的基础。张亮提出了一种基于粗糙核方法对参数进行重构，然后利用故障识别指数

7、对距离度量的复杂装备健康评估方法，首先用粗糙监控参数进行故障变量识别j。集进行健康特征的约简和权重系数的确定，以得发动机在运行过程中，由于气流通道污染引到优化的联合健康特征向量，然后基于加权核距起性能衰退，会导致发动机气路部件的特性变化，收稿日期：2013—11—26作者简介：谭巍(1982一)，男，湖北天门人，主要研究方向：发动机性能与测试，E—mail：twchy@sina．cn。第3期谭巍，等：基于核主成分分析的发动机性能衰退评估93引起压气机抽气能力、涡轮效率下降。特性参数征空间中的协方差矩阵为的变

8、化会导致转速、流量、供油量、温度、压力等气1nC=寺∑()()(2)流通道的热力性能参数发生变化J。这些监测对矩阵C进行特征值分析，可以得到参数众多，会对后续的模式分析造成维数灾难问题。为解决这一问题，本文将核主成分分析应用=C(3)到多维数据的约简中，并使用相关数据对约简效将每个样本与式(3)做内积，则有果进行了分析，最后通过发动机状态分类结果验A(()·)=(()·C’)证了核主成分分析方法的有效性。k=1，