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基于Autoencoder-BLSTM的涡扇发动机剩余寿命预测 被引量:38
1
作者 宋亚 夏唐斌 +2 位作者 郑宇 卓鹏程 潘尔顺 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2019年第7期1611-1619,共9页
准确预测涡扇发动机的剩余使用寿命,对于合理制定维护策略,降低维护成本具有重要意义。针对发动机状态监测数据样本量大、维度高的特点,提出一种整合自编码神经网络(Autoencoder)和双向长短期记忆(BLSTM)神经网络优势的混合健康状态预... 准确预测涡扇发动机的剩余使用寿命,对于合理制定维护策略,降低维护成本具有重要意义。针对发动机状态监测数据样本量大、维度高的特点,提出一种整合自编码神经网络(Autoencoder)和双向长短期记忆(BLSTM)神经网络优势的混合健康状态预测模型,优化涡扇发动机的剩余使用寿命预测。首先利用Autoencoder方法作为特征提取工具,对状态监测数据进行压缩,然后利用BLSTM方法捕捉特征双向长程依赖的特性,构建剩余使用寿命的混合深度学习预测模型。基于通用数据集开展测试比较,结果表明Autoencoder-BLSTM混合模型的预测精度优于现有多层感知机、支持向量回归、卷积神经网络和长短期记忆神经网络等方法,可有力支撑涡扇发动机的健康管理与运维决策。 展开更多
关键词 智能服务技术 剩余使用寿命 自编码神经网络 双向长短期记忆神经网络 深度学习 故障诊断 涡扇发动机
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涡扇发动机排气系统红外特征 被引量:36
2
作者 黄伟 吉洪湖 +1 位作者 斯仁 陈俊 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期745-750,772,共7页
采用反向蒙特卡罗法(Reverse Monte-carlo,简称RMC)结合窄带模型计算了模型涡扇发动机(不带加力)排气系统的红外辐射强度。考虑了金属壁面的发射和反射以及燃气中CO2,CO和H2O等组分的吸收、发射和透射,组分的吸收系数由NASA SP3080数据... 采用反向蒙特卡罗法(Reverse Monte-carlo,简称RMC)结合窄带模型计算了模型涡扇发动机(不带加力)排气系统的红外辐射强度。考虑了金属壁面的发射和反射以及燃气中CO2,CO和H2O等组分的吸收、发射和透射,组分的吸收系数由NASA SP3080数据库获得,并对判断射线归宿的过程进行了改进,开发了计算程序。实验测量了模型涡扇发动机排气系统的中波红外光谱辐射强度及其空间辐射强度分布。结果表明:计算得到的3~5μm波段内的光谱辐射强度以及空间辐射强度分布与实验值吻合较好,最大误差为10%左右,本文的计算方法能比较准确地反映涡扇发动机排气系统在非加力状态下的中波红外辐射特征。 展开更多
关键词 推进系统 涡轮风扇发动机 红外辐射 反向蒙特卡罗法
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涡扇发动机起动模型及起动控制规律的研究 被引量:31
3
作者 屠秋野 唐狄毅 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第2期21-24,共4页
根据低转速下的发动机部件特性的半经验数据,建立了一种通用的发动机起动计算模型,并对发动机起动控制规律进行了研究。最后以某发动机为例,详细分析了发动机的起动过程。
关键词 涡轮风扇发动机 起动控制 数学模型 控制律
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某涡扇发动机高原起动试验研究 被引量:30
4
作者 李文峰 王永生 +1 位作者 雷震 罗华军 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期599-603,共5页
介绍了某型涡扇发动机高原起动试验研究,分析了高原起动存在的主要技术问题,介绍了小型可移动式地面试车台试验设备,讨论了高原起动的试验方法,研究了起动机和发动机的参数调整规律以及解决发动机高原起动的途径。
关键词 涡轮风扇发动机 高原起动试验 航空发动机 参数调整
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国外航空涡扇发动机涡轮叶片热障涂层技术发展 被引量:26
5
作者 徐庆泽 梁春华 +1 位作者 孙广华 王志宏 《航空发动机》 2008年第3期52-56,共5页
介绍了美国等国家开发的航空发动机涡轮叶片热障涂层技术及其应用情况,并总结了该技术的发展动向,旨在为中国开展相关研究和应用工作提供参考和借鉴。
关键词 涡扇发动机 涡轮叶片 热障涂层
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无加力涡扇发动机二元喷管的红外辐射特性实验 被引量:26
6
作者 罗明东 吉洪湖 +3 位作者 黄伟 蔡旭 张勃 高潮 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期631-636,共6页
对轴对称喷管和一组长宽比分别为1,4,8,12和16的二元喷管进行了红外辐射特性测试实验研究。喷管中的气流由主流燃气和次流空气组成,用以模拟涡扇发动机的喷管。得出了二元喷管的红外辐射强度的空间分布,并且将二元喷管和轴对称喷管的红... 对轴对称喷管和一组长宽比分别为1,4,8,12和16的二元喷管进行了红外辐射特性测试实验研究。喷管中的气流由主流燃气和次流空气组成,用以模拟涡扇发动机的喷管。得出了二元喷管的红外辐射强度的空间分布,并且将二元喷管和轴对称喷管的红外辐射强度进行了比较。 展开更多
关键词 航空 航天推进系统 红外辐射 二元喷管 涡扇发动机
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基于序列二次规划算法的发动机性能寻优控制 被引量:21
7
作者 孙丰诚 孙健国 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期862-867,共6页
提出用非线性序列二次规划(SQP,Sequen tial Q uadratic P rogramm ing)算法解决发动机性能寻优控制问题。分析了线性规划(LP,L inear P rogramm ing)算法用于发动机性能寻优的固有缺陷以及SQP算法的优点。给出了SQP算法与LP算法用于最... 提出用非线性序列二次规划(SQP,Sequen tial Q uadratic P rogramm ing)算法解决发动机性能寻优控制问题。分析了线性规划(LP,L inear P rogramm ing)算法用于发动机性能寻优的固有缺陷以及SQP算法的优点。给出了SQP算法与LP算法用于最大推力模式和最小油耗模式仿真结果对比曲线。数字仿真实验的结果表明,SQP算法具有比LP算法更好的优化效果,在工程实际中有很大的应用潜力。 展开更多
关键词 航空、航天推进系统 序列二次规划 线性规划 涡扇发动机 性能优化 最大推力模式 最小油耗模式
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降低表面温度和发射率抑制排气系统红外辐射的研究 被引量:22
8
作者 黄伟 吉洪湖 +1 位作者 斯仁 陈俊 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期550-556,共7页
为了降低涡扇发动机轴对称排气系统的红外辐射特征,研究了降低排气系统腔体表面温度和发射率抑制红外辐射的规律。首先通过模拟实验研究了对中心锥进行冷却和涂覆低发射率涂层的红外抑制效果;然后用实验数据对本文使用的红外辐射特征计... 为了降低涡扇发动机轴对称排气系统的红外辐射特征,研究了降低排气系统腔体表面温度和发射率抑制红外辐射的规律。首先通过模拟实验研究了对中心锥进行冷却和涂覆低发射率涂层的红外抑制效果;然后用实验数据对本文使用的红外辐射特征计算方法和程序进行了验证;最后通过数值计算研究了典型尺寸的涡扇发动机排气系统降温和发射率分布对红外辐射特征的影响规律。结果表明:降低中心锥等部件的温度和发射率可明显降低排气系统在α<15°范围内的红外辐射强度;若中心锥的温度降低100K,中心锥、涡轮和径向稳定器等部件的表面发射率降至0.2,则排气系统尾向的红外辐射强度可降低40%以上,探测距离缩短20%左右。 展开更多
关键词 涡轮风扇发动机 排气系统 红外隐身技术 冷却 低发射率 探测距离
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涡扇发动机低转速部件特性扩展和风车状态性能模拟 被引量:20
9
作者 王占学 王永杰 +1 位作者 乔渭阳 刘文 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期146-149,181,共5页
借助涡扇发动机风车特性研究的最新成果,开展了某型涡扇发动机的风车性能数值模拟研究。首先,基于不可压流理论,附以可压缩效应修正的指数法发展了补充慢车转速以下部件特性的计算模型和计算程序;其次,根据流量连续、压力平衡、功率平... 借助涡扇发动机风车特性研究的最新成果,开展了某型涡扇发动机的风车性能数值模拟研究。首先,基于不可压流理论,附以可压缩效应修正的指数法发展了补充慢车转速以下部件特性的计算模型和计算程序;其次,根据流量连续、压力平衡、功率平衡、燃烧室进出口总温相等及转速相等等约束条件建立了风车状态时涡扇发动机高低压转子及整机的共同工作方程;最后发展了具有一定计算精度的涡扇发动机风车状态特性计算模型和程序,并以某型涡扇发动机为例,计算分析了不同飞行条件下发动机的风车特性,从计算结果看,其趋势是合理的。 展开更多
关键词 涡轮风扇发动机 风车状态^+ 空中起动 部件特性^+
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涡扇发动机部件特性自适应模拟 被引量:19
10
作者 吴虎 肖洪 蒋建军 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期430-433,共4页
发展了一种预测发动机部件特性的自适应模型方法,该方法以通用特性为基础,运用单纯型优化方法,以发动机主要性能参数和过程参数偏差函数最小为优化目标,以部件特性耦合因子为被优参数,预测出不同飞行条件下的涡扇发动机的风扇、压气机... 发展了一种预测发动机部件特性的自适应模型方法,该方法以通用特性为基础,运用单纯型优化方法,以发动机主要性能参数和过程参数偏差函数最小为优化目标,以部件特性耦合因子为被优参数,预测出不同飞行条件下的涡扇发动机的风扇、压气机、燃烧室、高、低压涡轮等部件特性。运用该模型对某涡扇发动机性能的计算结果表明,发动机主要性能参数和过程参数的计算偏差均在0.5%之内,对发动机各截面总温、总压计算偏差均在1%之内。预测出的部件特性已成功用于发动机故障诊断方程的建立。 展开更多
关键词 涡扇发动机 部件 参数 优化
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某型涡扇发动机部件老化对性能影响的分析与计算 被引量:19
11
作者 王占学 刘增文 叶新农 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期792-796,共5页
详细分析了部件老化对发动机性能影响的机理.利用所能得到的统计数据,基于部件匹配技术,通过将考虑部件老化影响的部件特性嵌入到发动机稳态性能计算模型中,建立了考虑部件老化的发动机性能计算模型,采用Newton-Raphson迭代收敛技术求... 详细分析了部件老化对发动机性能影响的机理.利用所能得到的统计数据,基于部件匹配技术,通过将考虑部件老化影响的部件特性嵌入到发动机稳态性能计算模型中,建立了考虑部件老化的发动机性能计算模型,采用Newton-Raphson迭代收敛技术求解非线性方程组,获得考虑部件老化影响的发动机性能.以某型涡扇发动机为例,定量地计算分析了部件老化对发动机性能的影响,计算结果和发动机实际试车数据对比具有较好的一致性,表明本文发展的方法是合理的. 展开更多
关键词 航空、航天推进系统 涡扇发动机 部件老化 性能损失
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二元喷管热喷流的红外光谱辐射特性实验 被引量:19
12
作者 罗明东 吉洪湖 +3 位作者 黄伟 蔡旭 张勃 高潮 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期152-156,共5页
为了获得涡扇发动机二元喷管热喷流的红外辐射特性,分别对喷口面积相等且宽高比分别为1,4,8,12和16的二元喷管的热喷流的红外辐射特性进行了测试,并与轴对称喷管进行了对比。喷管内涵通道的气流温度为500℃,外涵通道的气流温度为环境温... 为了获得涡扇发动机二元喷管热喷流的红外辐射特性,分别对喷口面积相等且宽高比分别为1,4,8,12和16的二元喷管的热喷流的红外辐射特性进行了测试,并与轴对称喷管进行了对比。喷管内涵通道的气流温度为500℃,外涵通道的气流温度为环境温度,内、外涵气流的流量比为1:3。通过实验,获得了各个喷管的热喷流在3-5μm波段的红外光谱辐射强度分布和积分强度。结果表明,采用宽高比大于1的二元喷管能够有效降低热喷流的红外辐射,但是在宽高比大于8以后二元喷管热喷流的红外辐射不再随宽高比的增加而明显减小。 展开更多
关键词 涡扇发动机 二元喷管^+ 热喷流^+ 红外辐射
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发动机稳态与过渡态控制集成设计仿真验证 被引量:19
13
作者 吴君凤 郭迎清 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期1436-1440,共5页
研究了某型涡扇发动机全飞行包线稳态与过渡态控制集成设计问题.首先利用根轨迹分析法和时域分析法设计了从慢车状态到最大状态的多个比例积分(PI)设定点控制器,并利用增益调参和换算参数得到了全飞行包线的稳态控制器参数.然后将加减... 研究了某型涡扇发动机全飞行包线稳态与过渡态控制集成设计问题.首先利用根轨迹分析法和时域分析法设计了从慢车状态到最大状态的多个比例积分(PI)设定点控制器,并利用增益调参和换算参数得到了全飞行包线的稳态控制器参数.然后将加减速控制计划与稳态控制通过max/min逻辑进行集成,考虑了抗积分饱和功能及设计了相应的抗积分饱和模块,最后得到的集成控制系统在软件MATLAB/Simulink下进行了仿真验证.仿真结果表明集成控制系统稳态时抗扰动性能良好,过渡过程中曲线平滑,有效利用了各种限制条件还兼有抗积分饱和功能并且能进行平滑切换. 展开更多
关键词 涡扇发动机 集成控制 加减速控制计划 抗积分饱和模块 MATLAB SIMULINK
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混合排气加力涡扇发动机过渡态的数值计算 被引量:16
14
作者 王新月 苏三买 廉小纯 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期189-192,共4页
考虑混合室加力燃烧室、主燃烧室和外涵道的容积效应 ,风扇、压气机、高压和低压涡轮等部件的特性 ,加力燃烧室供油管的充油时间等因素 ,提出了模拟低涵道比混合排气加力涡轮风扇发动机过渡过程的计算方法。以混合室加力燃烧室、主燃烧... 考虑混合室加力燃烧室、主燃烧室和外涵道的容积效应 ,风扇、压气机、高压和低压涡轮等部件的特性 ,加力燃烧室供油管的充油时间等因素 ,提出了模拟低涵道比混合排气加力涡轮风扇发动机过渡过程的计算方法。以混合室加力燃烧室、主燃烧室和外涵道 3个容积室的动态方程为基础 ,详细分析计算了某发动机过渡态的性能 ,用很小的时间步长逐渐逼近 ,计算不需要迭代 ,速度快 。 展开更多
关键词 涡轮风扇发动机 过渡工作状态 瞬态参数 数值计算
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变几何涡扇发动机加速控制规律优化设计 被引量:16
15
作者 丁凯锋 樊思齐 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第2期17-20,共4页
首先建立了一种变几何通道涡扇发动机数学模型,该模型中,风扇及压气机在不同进口导流叶片角度下的特性是通过对基准特性的修正而获得的。然后根据变几何涡扇发动机的特点,利用非线性规划中的约束变尺度法(CVM)设计了最优加速规... 首先建立了一种变几何通道涡扇发动机数学模型,该模型中,风扇及压气机在不同进口导流叶片角度下的特性是通过对基准特性的修正而获得的。然后根据变几何涡扇发动机的特点,利用非线性规划中的约束变尺度法(CVM)设计了最优加速规律。研究结果表明:用约束变尺度法优化设计出的发动机加速控制规律,可以保证发动机在全飞行包线范围内稳定工作,且加速时间最短。 展开更多
关键词 涡轮风扇发动机 控制 最优设计 加速控制律
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某型发动机起动模型的支持向量机辨识及应用 被引量:12
16
作者 刘建勋 王剑影 +1 位作者 李应红 宋志平 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期401-404,480,共5页
为了解决某型涡扇发动机慢车转速以下的数学模型难以建立,无法进行起动性能数值计算的问题,提出了用支持向量机辨识起动模型,依据辨识结果估算起动性能的方法。采用发动机起动试验数据作为学习样本,建立了基于支持向量机的非线性动态起... 为了解决某型涡扇发动机慢车转速以下的数学模型难以建立,无法进行起动性能数值计算的问题,提出了用支持向量机辨识起动模型,依据辨识结果估算起动性能的方法。采用发动机起动试验数据作为学习样本,建立了基于支持向量机的非线性动态起动模型。根据该型发动机起动供油量调整试验得到的供油压力数据,利用所建立的模型对起动性能进行了估算,给出了估算结果与试验数据的对比情况。研究表明,将支持向量机用于起动模型的辨识是可行的,能够较好地解决某型发动机起动性能计算的难题。 展开更多
关键词 涡轮风扇发动机 起动 数学模型 支持向量机 仿真
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涡扇发动机加减速控制规律设计的功率提取法 被引量:17
17
作者 陈玉春 徐思远 +2 位作者 刘振德 屠秋野 于守志 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期867-874,共8页
为了简单、快速和准确地设计双轴涡扇发动机加、减速控制规律,提出了一种加、减速控制规律设计的新方法——功率提取法:在发动机稳态特性计算模型的基础上,分别从高、低压转子提取额外功率,使得高压压气机工作点(线)沿等换算转速线移动... 为了简单、快速和准确地设计双轴涡扇发动机加、减速控制规律,提出了一种加、减速控制规律设计的新方法——功率提取法:在发动机稳态特性计算模型的基础上,分别从高、低压转子提取额外功率,使得高压压气机工作点(线)沿等换算转速线移动,并保证低压转子转速满足预定的要求,在同时考虑风扇和压气机喘振裕度限制、涡轮进口总温限制以及燃烧室熄火边界的条件下,利用适当的描述形式,可以快速而准确地获得最优双轴涡扇发动机加、减速控制规律.对某型涡扇发动机加速控制规律的改进设计结果表明,提出的加、减速控制规律的设计方法具有直观、快速、准确而有效的优点. 展开更多
关键词 加、减速特性 加、减速控制规律 涡扇发动机 功率提取法 优化设计
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民用航空发动机故障诊断与健康管理现状、挑战与机遇Ⅰ:气路、机械和FADEC系统故障诊断与预测 被引量:16
18
作者 曹明 黄金泉 +3 位作者 周健 陈雪峰 鲁峰 魏芳 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期1-33,共33页
最近这一二十年相关工程技术的发展,给民用航空发动机故障诊断与健康管理(EHM)系统研发提出了新的挑战和机遇。本文综述围绕EHM偏上游功能的民用发动机气路性能退化诊断和预测、发动机机械系统故障和发动机FADEC系统故障诊断与3个模块... 最近这一二十年相关工程技术的发展,给民用航空发动机故障诊断与健康管理(EHM)系统研发提出了新的挑战和机遇。本文综述围绕EHM偏上游功能的民用发动机气路性能退化诊断和预测、发动机机械系统故障和发动机FADEC系统故障诊断与3个模块的设计验证技术的需求、必要性及现状进行了讨论,并指出了未来的主要研发方向。全文的讨论围绕以下关键技术发展趋势展开:基于非线性无迹卡尔曼滤波器(UKF)和深度学习神经网络的发动机气路故障诊断算法己经显示出提高气路诊断精度的潜力;复合材料叶片在涡扇发动机里己经得到广泛使用;增材制造技术正被越来越多地应用于复杂发动机零部件的制造;金属屑末传感器的精度已获得大幅提高,其技术成熟度己达到发动机使用要求,为与振动信号的融合诊断铺平了道路;电气化、智能化的发动机全权限数字控制系统(FADEC)发展趋势对现有的基于传统构型控制部件和集中式控制架构的故障诊断算法也提出了新的挑战。 展开更多
关键词 涡扇发动机 发动机健康管理系统 气路故障诊断与预测 发动机机械故障诊断与预测 FADEC诊断与预测
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冠状喷口抑制涡扇发动机喷流噪声试验和数值研究 被引量:17
19
作者 单勇 张靖周 +1 位作者 邵万仁 吴飞 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期1046-1056,共11页
以揭示发动机喷流噪声声场分布和冠状喷口抑制喷流噪声为目的,对涡扇发动机排气噪声声场和喷流流场进行了试验和数值计算,对比分析不同结构的冠状锯齿对喷流噪声的综合抑制效果。结果表明:采用大涡模拟(LES)、FW-H(Ffowcs Williams-Hawk... 以揭示发动机喷流噪声声场分布和冠状喷口抑制喷流噪声为目的,对涡扇发动机排气噪声声场和喷流流场进行了试验和数值计算,对比分析不同结构的冠状锯齿对喷流噪声的综合抑制效果。结果表明:采用大涡模拟(LES)、FW-H(Ffowcs Williams-Hawkings)声学模型和傅里叶变换的方法,可以预测出喷流噪声的空间分布和声压级值;冠状锯齿产生的阵列流向涡是强化流体间混合、降低喷流速度峰值、抑制喷流噪声的根本所在;在本文研究参数范围内,冠状锯齿结构不仅将排气喷流噪声由原型排气系统的159.6dB降低到154.3dB,而且冠状锯齿给喷管带来的损失控制在1.7%以内。锯齿冠状结构对分开排气式大涵道比涡扇排气系统喷流噪声有抑制作用。 展开更多
关键词 涡扇发动机 锯齿冠状喷口 喷流噪声 大涡模拟 FW-H方程
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某涡扇发动机电子综合调节器综合测试系统 被引量:17
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作者 张生良 谢寿生 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期190-192,共3页
为了对某涡扇发动机的核心控制部件——电子综合调节器进行研究,采用反向工程试验方法,建立一种能反映其工作原理、静态特性、动态特性的测试平台。该平台包括系统的组成、硬件设计、软件设计、数据采集与处理和系统的应用。根据此测试... 为了对某涡扇发动机的核心控制部件——电子综合调节器进行研究,采用反向工程试验方法,建立一种能反映其工作原理、静态特性、动态特性的测试平台。该平台包括系统的组成、硬件设计、软件设计、数据采集与处理和系统的应用。根据此测试平台所测的数据编制的功能控制软件为进一步实现FADEC提供了有力的依据。另外也表明,该系统具有测试精度高、可靠性好、操作和维护方便等特点,可用于教学及科研过程中。 展开更多
关键词 涡轮风扇发动机 控制系统 测试设备 动态特性 数据采集 数据处理
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