航空发动机试车三分钟事件记录与回放

第18卷第3期航空动力学报Vol 18 No. 3003年月Journal of Aerospace Power文章编号:100080520033-0458-04航空发动机试车三分钟事件记录与回放杨训西北工业大学航空动力与热力工程系陕西西安710072)摘要:航空发动机试车计算机辅助试验系统中开发三分钟事件记录与回放功能可以为事后旳分析提供数据依据。本文着重研究了事件模型的建立的一般方法讨论了数据记录与回放的方法最后给出了所采用的数据结果。根据本文所论述的方法实现了该功能并已投入了某型航空发动机试车实验使用。关键词:航空、航天推进系统;航空发动机试车;计算机辅助试验;事件模型;三分钟事件记录与回放双向循环链表中图分类号:V263.4文献标识码:AA Way for 3-Minitue Event Recording and replayingn aeroengine TestYANG XunNorthwestern Polytechnical University Xi' an 710072 ChinaAbstract: The function named 3-minitue events recording and replaying in computer-aided test sys-tem for aeroengine test is able to offer data for analysis afterwards firstly , the general method to createmodel for events is investigated in detail. Then the scheme for recording and replaying the data is dis-cussed. At last the data structured is presented. On the basis of the method present the function isachieved and has been used for aeroengine testKey words: aerospace propulsion system aeroengine test computer-aided test i'model for events i 3-minitue event recording and replayingdouble and circular linked list1引言的不便。为了帮助事后的分析,仿造飞杌黑匣子"的功能在航空发动机试车计算机辅助试验系航空发动机试车属于风险试验项目。高温、统1-3中开发三分钟事件记录与回放功能是很高速、高负荷运转的转子在遇到机械系统、润滑有意义的。系统、冷却系统故障、气动参数失调或是试车人员三分钟事件记录与回放是指在航空发动机试操作失误的情况下短时间内就可能造成发动机车过程中连续循环记录三分钟时间段内发动机部件甚至整台发动机的损害。由于试车过程的复的工作参数,旦有事先定义的事件(包括事故、杂性和事件发生的突发性,试车人员难以仔细观故障等統称为事件)发生则锁定事件发生前两察和记录事件发生前后发动机各参数的异常情况分半钟和事件发生后半分钟内的数据保存下来,和异常情况发生的先后次序而且这些事件往往并可供事后回放分析。目前国外开发的航空发动难以重现这给分析事件发生的原因带来了极大机试车系统中已经具备了此项功能但在国内自行研制的试车系统中尚未具备该功能。有鉴于属于试车中的非正常情况表征着事件的发生。此我们在最新研制的航空发动机试车计算机辅2.3数据记录方案助试验系统中开发了三分钟事件记录与回放功数据记录采用在内存中循环存储三分钟数据事件发生后再将数据保存到硬盘中的方案2总体方案设计以存储150个数据为例,若数据刷新周期0.2s,记录三分钟数据每个数据为浮点单精度数据占2.1三分钟事件记录的内容4个字节则数据量大小为150×60×3×4/0.2=记录下来的数据应该要能完整描述发动机的540000byte≈0.5MB。在目前计算机内存空间和工作状态才能便于事后分析因此记录的内容应硬盘空间都很大的情况下在内存中开辟这样一该包括发动机本身和车台设备的测量参数和各个个空间来存储数据是完全可行的。开辟这样一个开关量的工作状态内存空间后所有的数据刷新工作都在该内存区2.2事件模型的建立中进行。以三分钟为一记录周期周而复始地刷事件模型定义了事件发生的条件事件模型新试车数据最后时刻的数据自动刷新最早时刻建立不好则可能会发生误判、漏判现象。事件模的数据,一旦事件发生则继续刷新半分钟的数型的建立是一个较为复杂的过程;它跟试车工作据最后保存到硬盘上。这样即可把事件发生前密切相关往往不能一次就建立一个优秀的事件两分半钟和事件发生后半分钟的数据全部保存下模型,它需要在实际试车中反复调整才能最终定来需要回放时再从硬盘中读出数据。数据在硬盘中可以保存为数据文件格式也可以保存在数对于不同类型的发动机而言其测量参数和据库中。考虑到数据文件读取速度快而且存储工作情况不完全相同可能引发事件的原因也各数据的类型也不复杂因此可以选择数据文件作不相同这就导致不同类型的发动机其事件模型为数据的保存格式。文件名可以采用发动机号不会完全相同。但总体说来事件模型可以由以+年+月+日+时+分的格式便于以后查询回下三个内容组成放。这种方案的优点在于充分利用了系统中的计1)稳态测量参数的极值控制算机资源使用软件即可实现而不用增加任何新对于某些非常重要的参数在发动机试车工硬件。艺中往往具有严格的工作范围限制,一旦发动机2.4数据回放方案处于极限范围以外则有可能造成发动机部件的数据记录的最终目的是能够回放数据重现损伤。如排气温度过高会导致涡轮叶片的烧伤;事件发生和发展的过程以帮助进行事故分析。滑油压力过低可能导致润滑不充分从而引起转回放方式应该灵活便于从回放的数据中找出需子过热甚至抱轴。对于这些参数,旦超出限制要的信息因此在系统中设计有数据回放和曲线回放两种回放方式值则定义事件发生(2)状态的过程控制在数据回放方式中回放的数据在原来的参在航空发动机试车中的动态过程如发动机数显示位置依次显示出来这样观察数据可以同起动停车、加速性检查、减速性检查、以及喘振边为了方便使用,数据可以根据时间次序来进行顺界检查等过程中某些参数的变化可能会反映发序回放或者逆序回放,可以加快或者減慢回放的动机工作的正常与否。一旦在试车过程中这些参速度也可以在任意时刻停止或暂停数据的回放,数发生了异常变化则定义事件发生。以满足不同的回放要求(3)突发性事件曲线回放方式能够直观地描述事件发生前后还有一些事件属于突发性事件这类事件在参数的变化情况但它不便于直接从曲线上读出参数值。为便于在回放过程中获得曲线上点的准正常试车中很少发生但一旦发生具有极强的突确值可以通过跟踪鼠标位置得到鼠标位置所对发性事先可能毫无征兆。如在试车过程中燃油应的当前时间从而查找出该时间对应的参数值压力或燃油流量突然急速下降甚至到零就属于此并加以显示。类事件。这类事件发生的原因可能有多种但都三分钟事件记录工作流程可用图1表原始信号读取文件数据采集与处理曲线回放?显示等其他操作曲线回放事件发生?N刷新数据顺序回放回放速度再刷新数据半分钟顺序回放快速回放慢速回放N保存数据常速回放图1三分钟事件记录流程图2二分钟事件回放流程Fig. I The process of recordingFig. 2 The process of replaying200100135图3回放曲线框表示由系统中其它模块完成的工作。4结论3数据结构应用本文讨论的方法我们在为空军某航空数据结构方案的选择原则是在满足功能的前发动机修理厂研制的发动机试车计算机辅助试验提下尽量降低读写数据的复杂度为此我们采用系统中实现了此项功能并投入了生产使用。图双向循环链表4来实现数据的记录与回放。3为利用某次试车起动过程中记录的数据所回放双向循环链表的结构可参见文献4l它的的曲线其中粗线表左起动机电流细线表右起动个重要的特点是具有两个指针域其中一个指机电流。根据工艺规程规定起动过程中左、右起向直接后继另一个指向直接前趋。对于头结点,动机电流差不得超过150A从图3曲线中可以看其直接前趋是指向尾结点对于尾结点其直接后出在83~89s间电流差约为600A左右在起动继是指向头结点构成了一个循环。过程后期电流差也有300A左右远远超过规定在第一次记满三分钟前对链表进行的操作值可以认定事件发生。实践证明该方法是可行是顺序增加结点。增加一个结点链表所需进行的而且有效的。本文所讨论的方法不仅可以用于操作是修改尾结点的后继指针和头结点的前趋指航空发动机试车中也可以用于其它一些测控系针并增加一个结点其时间复杂度仅为O(1统中特别是所采用的数据结构更是具有较强的在第一次记满三分钟后链表不再增加结点,普遍意义。数据只需要修改原先头结点的前趋、后继指针数参考文献据项和原先尾结点的后继指针以及原先第二个结1李斌陈桂英雷勇等航空发动机试车CAT技料])航空点的前趋指针其时间复杂度也仅为O(1工程与维修1996(8)29-31在回放数据时当查找某个结点的数据时双[2]陈桂英李斌雷勇簿航空发动机计算机辅助试验技术研向链表可以顺序查找也可以逆序查找。对于n究J.航空动力学报9994(4)17-420个结点的链表来说其时间复杂度为O(n[3]陈桂英李斌當勇等.航空发动机CAT系统信号采集与处理J数据采集与处理1999144)527-530采用双向循环链表来实现数据的记录与回[41严萌敏吴伟民数据结构c语言版M]北京北京清华放具有算法效率高、编程简单方便的优点因此大学出版社997双向循环链表是一个理想的数据结构。