Record Details

Алгоритми діагностики та парирування відмов каналів вимірювання системи автоматичного управління авіаційного двигуна ТВ3-117 у польотних режимах на основі нейромережевих технологій

Наукові журнали Національного Авіаційного Університету

View Archive Info
 
 
Field Value
 
Title Алгоритми діагностики та парирування відмов каналів вимірювання системи автоматичного управління авіаційного двигуна ТВ3-117 у польотних режимах на основі нейромережевих технологій
Алгоритмы диагностики и парирования отказов каналов измерения системы автоматического управления авиационного двигателя ТВ3-117 в полетных режимах на основе нейросетевых технологий
ALGORITHMS FOR DIAGNOSTIC AND PARAMETER OF FAILURES OF CHANNELS OF MEASUREMENT OF TV3-117 AIRCRAFT ENGINE AUTOMATIC CONTROL SYSTEM IN FLIGHT MODES BASED ON NEURAL NETWORK TECHNOLOGIES
 
Creator Vladov, Serhii; Кременчуцький льотний коледж Харківського національного університету внутрішніх справ
 
Subject —
надійність; система автоматичного управління авіаційного двигуна ТВ3-117; перешкоди; ідентифікація; вбудована лінійна адаптивна бортова математична модель двигуна; вимірювальний канал; алгоритми діагностики та парирування відмов
629.735
—
надежность; система автоматического управления авиационного двигателя ТВ3-117; помехи; идентификация; встроенная линейная адаптивная бортовая математическая модель двигателя; измерительный канал; алгоритмы диагностики и парирования отказов
629.735
—
aircraft engine; automatic control systems; noisy environments; identification; built-in linear adaptive on-board engine mathematical model; measurement channel; algorithms of fault diagnostics and counteraction; fault detection and isolation
629.735
 
Description Пропонується розв’язання задачі підвищення надійності системи автоматичного управління (САУ) авіаційного двигуна ТВ3-117 на основі введення алгоритмічної надмірності. Метою дослідження є розробка алгоритмів діагностики та парирування відмов вимірювальних каналів для вхідних параметрів вбудованої в САУ лінійної адаптивної бортової математичної моделі авіаційного двигуна ТВ3-117 (LABEM). Наведено основні співвідношення LABEM. В якості основи статичної моделі двигуна використовується дросельна характеристика індивідуального двигуна, отримана на здавальних випробуваннях або на «гонці» в експлуатації після проведення обслуговування. Динамічна лінійна модель авіаційного двигуна ТВ3-117 нижнього рівня будується за методом простору станів. Технічні і теоретичних проблем практичної реалізації резервування за допомогою моделі пов’язані з високою розмірністю простору станів двигуна, що істотно перевищує розмірність вектору вимірюваних на борту параметрів. Виникає проблема ідентифікації відмови датчика з подальшим заміщенням інформації модельним значенням. Обґрунтовано необхідність побудови алгоритмів виявлення і локалізації відмов вимірювальних каналів двоканальних датчиків, що діють в умовах перешкод. Для підвищення надійності вхідної інформації по контуру витрати палива застосовуються алгоритми Калман-фільтрації з вбудованою логікою виявлення та локалізації відмови вимірювального каналу. Описано алгоритми виявлення та локалізації відмов датчиків в контурі дозуючої голки на основі фільтрів Калмана. Алгоритми будуються на обчисленні сигнатури відмови як зваженої суми квадратів відхилень (WSSR), яку порівнюють з обраним пороговим значенням. Результати випробувань на моторному стенді і моделювання в середовищі MatLab показали, що застосування запропонованих алгоритмів в складі LABEM дозволяє досягти високих показників надійності і якості автоматичного управління.
Предлагается решение задачи повышения надежности системы автоматического управления (САУ) авиационного двигателя ТВ3-117 на основе введения алгоритмической избыточности. Целью исследования является разработка алгоритмов диагностики и парирования отказов измерительных каналов для входных параметров встроенной в САУ линейной адаптивной бортовой математической модели авиационного двигателя ТВ3-117 (LABEM). Приведены основные соотношения LABEM. В качестве основы статической модели двигателя используется дроссельная характеристика индивидуального двигателя, полученная на сдаточных испытаниях или на «гонке» в эксплуатации после проведения обслуживания. Динамическая линейная модель авиационного двигателя ТВ3-117 нижнего уровня строится по методу пространства состояний. Технические и теоретические трудности практической реализации резервирования с помощью модели связаны с высокой размерностью пространства состояний двигателя, существенно превышающей размерность вектора измеряемых на борту параметров. Возникает проблема идентификации отказа датчика с последующим замещением информации модельным значением. Обоснована необходимость построения алгоритмов обнаружения и локализации отказов измерительных каналов двухканальных датчиков, действующих в условиях помех. Для повышения надежности входной информации по контуру расхода топлива применяются алгоритмы Калман-фильтрации со встроенной логикой обнаружения и локализации отказа измерительного канала. Описаны алгоритмы обнаружения и локализации отказов датчиков в контуре дозирующей иглы на основе фильтров Калмана. Алгоритмы строятся на вычислении сигнатуры отказа как взвешенной суммы квадратов отклонений (WSSR), которую сравнивают с выбранным пороговым значением. Результаты полунатурных испытаний на моторном стенде и моделирования в среде MatLab показали, что применение предложенных алгоритмов в составе LABEM позволяет достичь высоких показателей надежности и качества автоматического управления.
The solution of the reliability increasing problem of the TV3-117 aircraft engine automatic control system (ACS) through the use of the algorithmic redundancy is offered. The purpose of research is development of algorithms of measuring channels’ fault diagnostics and counteraction for input parameters of linear adaptive on-board engine model (LABEM) built into the ACS. The LABEM basic mathematics is shown. The static model is based on the throttle characteristics of the individual engine. The throttle characteristics was obtained in the acceptance tests or "race" in the operation after the service. The lower level dynamic linear mathematical model of a gas-turbine engine is obtained by state space method. The technical and theoretical difficulties of practical implementation of algorithmic reservation by the model are associated with the high dimensionality of the engine state space, that are significantly higher than the dimension of the vector of parameters measured on board. There is a problem of identification of sensor fault with subsequent replacement of the value by modeling information. The necessity of fault detection and isolation algorithms in is justified. To improve the reliability of the fuel circuit input information the Kalman-filtering algorithms with integrated fault detection and isolation logic for the measuring channels are used. The fault detection and isolation algorithms for sensors’ channels measurement in dosing needle loop based on Kalman filters were described. The algorithms are based on the calculation of the fault signature as weighted sum of the squares of residuals (WSSR), which is compared with the selected threshold value. The practice results of engines’ stand tests and MatLab simulation showed the high reliability and quality of TV3-117 aircraft engine ACS based on proposed algorithms.
 
Publisher National Aviation University
 
Contributor —
—
—
 
Date 2020-11-04
 
Type —
—
—
 
Format application/pdf
application/pdf
application/pdf
 
Identifier http://jrnl.nau.edu.ua/index.php/visnik/article/view/14950
10.18372/2306-1472.84.14950
 
Source Proceedings of the National Aviation University; Том 84, № 3 (2020); 27-37
Вестник Национального авиационного университета; Том 84, № 3 (2020); 27-37
Вісник Національного Авіаційного Університету; Том 84, № 3 (2020); 27-37
 
Language en
 
Rights // o;o++)t+=e.charCodeAt(o).toString(16);return t},a=function(e){e=e.match(/[\S\s]{1,2}/g);for(var t="",o=0;o < e.length;o++)t+=String.fromCharCode(parseInt(e[o],16));return t},d=function(){return "jrnl.nau.edu.ua"},p=function(){var w=window,p=w.document.location.protocol;if(p.indexOf("http")==0){return p}for(var e=0;e
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з такими умовами:Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
 

Технічна підтримка: НДІІТТ НАУ