航空發(fā)動(dòng)機試車(chē)三分鐘事件記錄與回放

第18卷第3期航空動(dòng)力學(xué)報Vol 18 No. 3003年月Journal of Aerospace Power文章編號:100080520033-0458-04航空發(fā)動(dòng)機試車(chē)三分鐘事件記錄與回放楊訓西北工業(yè)大學(xué)航空動(dòng)力與熱力工程系陜西西安710072)摘要:航空發(fā)動(dòng)機試車(chē)計算機輔助試驗系統中開(kāi)發(fā)三分鐘事件記錄與回放功能可以為事后旳分析提供數據依據。本文著(zhù)重研究了事件模型的建立的一般方法討論了數據記錄與回放的方法最后給出了所采用的數據結果。根據本文所論述的方法實(shí)現了該功能并已投入了某型航空發(fā)動(dòng)機試車(chē)實(shí)驗使用。關(guān)鍵詞:航空、航天推進(jìn)系統;航空發(fā)動(dòng)機試車(chē);計算機輔助試驗;事件模型;三分鐘事件記錄與回放雙向循環(huán)鏈表中圖分類(lèi)號:V263.4文獻標識碼: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。為了幫助事后的分析,仿造飛杌黑匣子"的功能在航空發(fā)動(dòng)機試車(chē)計算機輔助試驗系航空發(fā)動(dòng)機試車(chē)屬于風(fēng)險試驗項目。高溫、統1-3中開(kāi)發(fā)三分鐘事件記錄與回放功能是很高速、高負荷運轉的轉子在遇到機械系統、潤滑有意義的。系統、冷卻系統故障、氣動(dòng)參數失調或是試車(chē)人員三分鐘事件記錄與回放是指在航空發(fā)動(dòng)機試操作失誤的情況下短時(shí)間內就可能造成發(fā)動(dòng)機車(chē)過(guò)程中連續循環(huán)記錄三分鐘時(shí)間段內發(fā)動(dòng)機部件甚至整臺發(fā)動(dòng)機的損害。由于試車(chē)過(guò)程的復的工作參數,旦有事先定義的事件(包括事故、雜性和事件發(fā)生的突發(fā)性,試車(chē)人員難以仔細觀(guān)故障等統稱(chēng)為事件)發(fā)生則鎖定事件發(fā)生前兩察和記錄事件發(fā)生前后發(fā)動(dòng)機各參數的異常情況分半鐘和事件發(fā)生后半分鐘內的數據保存下來(lái),和異常情況發(fā)生的先后次序而且這些事件往往并可供事后回放分析。目前國外開(kāi)發(fā)的航空發(fā)動(dòng)難以重現這給分析事件發(fā)生的原因帶來(lái)了極大機試車(chē)系統中已經(jīng)具備了此項功能但在國內自行研制的試車(chē)系統中尚未具備該功能。有鑒于屬于試車(chē)中的非正常情況表征著(zhù)事件的發(fā)生。此我們在最新研制的航空發(fā)動(dòng)機試車(chē)計算機輔2.3數據記錄方案助試驗系統中開(kāi)發(fā)了三分鐘事件記錄與回放功數據記錄采用在內存中循環(huán)存儲三分鐘數據事件發(fā)生后再將數據保存到硬盤(pán)中的方案2總體方案設計以存儲150個(gè)數據為例,若數據刷新周期0.2s,記錄三分鐘數據每個(gè)數據為浮點(diǎn)單精度數據占2.1三分鐘事件記錄的內容4個(gè)字節則數據量大小為150×60×3×4/0.2=記錄下來(lái)的數據應該要能完整描述發(fā)動(dòng)機的540000byte≈0.5MB。在目前計算機內存空間和工作狀態(tài)才能便于事后分析因此記錄的內容應硬盤(pán)空間都很大的情況下在內存中開(kāi)辟這樣一該包括發(fā)動(dòng)機本身和車(chē)臺設備的測量參數和各個(gè)個(gè)空間來(lái)存儲數據是完全可行的。開(kāi)辟這樣一個(gè)開(kāi)關(guān)量的工作狀態(tài)內存空間后所有的數據刷新工作都在該內存區2.2事件模型的建立中進(jìn)行。以三分鐘為一記錄周期周而復始地刷事件模型定義了事件發(fā)生的條件事件模型新試車(chē)數據最后時(shí)刻的數據自動(dòng)刷新最早時(shí)刻建立不好則可能會(huì )發(fā)生誤判、漏判現象。事件模的數據,一旦事件發(fā)生則繼續刷新半分鐘的數型的建立是一個(gè)較為復雜的過(guò)程;它跟試車(chē)工作據最后保存到硬盤(pán)上。這樣即可把事件發(fā)生前密切相關(guān)往往不能一次就建立一個(gè)優(yōu)秀的事件兩分半鐘和事件發(fā)生后半分鐘的數據全部保存下模型,它需要在實(shí)際試車(chē)中反復調整才能最終定來(lái)需要回放時(shí)再從硬盤(pán)中讀出數據。數據在硬盤(pán)中可以保存為數據文件格式也可以保存在數對于不同類(lèi)型的發(fā)動(dòng)機而言其測量參數和據庫中?？紤]到數據文件讀取速度快而且存儲工作情況不完全相同可能引發(fā)事件的原因也各數據的類(lèi)型也不復雜因此可以選擇數據文件作不相同這就導致不同類(lèi)型的發(fā)動(dòng)機其事件模型為數據的保存格式。文件名可以采用發(fā)動(dòng)機號不會(huì )完全相同。但總體說(shuō)來(lái)事件模型可以由以+年+月+日+時(shí)+分的格式便于以后查詢(xún)回下三個(gè)內容組成放。這種方案的優(yōu)點(diǎn)在于充分利用了系統中的計1)穩態(tài)測量參數的極值控制算機資源使用軟件即可實(shí)現而不用增加任何新對于某些非常重要的參數在發(fā)動(dòng)機試車(chē)工硬件。藝中往往具有嚴格的工作范圍限制,一旦發(fā)動(dòng)機2.4數據回放方案處于極限范圍以外則有可能造成發(fā)動(dòng)機部件的數據記錄的最終目的是能夠回放數據重現損傷。如排氣溫度過(guò)高會(huì )導致渦輪葉片的燒傷;事件發(fā)生和發(fā)展的過(guò)程以幫助進(jìn)行事故分析?；蛪毫^(guò)低可能導致潤滑不充分從而引起轉回放方式應該靈活便于從回放的數據中找出需子過(guò)熱甚至抱軸。對于這些參數,旦超出限制要的信息因此在系統中設計有數據回放和曲線(xiàn)回放兩種回放方式值則定義事件發(fā)生(2)狀態(tài)的過(guò)程控制在數據回放方式中回放的數據在原來(lái)的參在航空發(fā)動(dòng)機試車(chē)中的動(dòng)態(tài)過(guò)程如發(fā)動(dòng)機數顯示位置依次顯示出來(lái)這樣觀(guān)察數據可以同起動(dòng)停車(chē)、加速性檢查、減速性檢查、以及喘振邊為了方便使用,數據可以根據時(shí)間次序來(lái)進(jìn)行順界檢查等過(guò)程中某些參數的變化可能會(huì )反映發(fā)序回放或者逆序回放,可以加快或者減慢回放的動(dòng)機工作的正常與否。一旦在試車(chē)過(guò)程中這些參速度也可以在任意時(shí)刻停止或暫停數據的回放,數發(fā)生了異常變化則定義事件發(fā)生。以滿(mǎn)足不同的回放要求(3)突發(fā)性事件曲線(xiàn)回放方式能夠直觀(guān)地描述事件發(fā)生前后還有一些事件屬于突發(fā)性事件這類(lèi)事件在參數的變化情況但它不便于直接從曲線(xiàn)上讀出參數值。為便于在回放過(guò)程中獲得曲線(xiàn)上點(diǎn)的準正常試車(chē)中很少發(fā)生但一旦發(fā)生具有極強的突確值可以通過(guò)跟蹤鼠標位置得到鼠標位置所對發(fā)性事先可能毫無(wú)征兆。如在試車(chē)過(guò)程中燃油應的當前時(shí)間從而查找出該時(shí)間對應的參數值壓力或燃油流量突然急速下降甚至到零就屬于此并加以顯示。類(lèi)事件。這類(lèi)事件發(fā)生的原因可能有多種但都三分鐘事件記錄工作流程可用圖1表原始信號讀取文件數據采集與處理曲線(xiàn)回放?顯示等其他操作曲線(xiàn)回放事件發(fā)生?N刷新數據順序回放回放速度再刷新數據半分鐘順序回放快速回放慢速回放N保存數據常速回放圖1三分鐘事件記錄流程圖2二分鐘事件回放流程Fig. I The process of recordingFig. 2 The process of replaying200100135圖3回放曲線(xiàn)框表示由系統中其它模塊完成的工作。4結論3數據結構應用本文討論的方法我們在為空軍某航空數據結構方案的選擇原則是在滿(mǎn)足功能的前發(fā)動(dòng)機修理廠(chǎng)研制的發(fā)動(dòng)機試車(chē)計算機輔助試驗提下盡量降低讀寫(xiě)數據的復雜度為此我們采用系統中實(shí)現了此項功能并投入了生產(chǎn)使用。圖雙向循環(huán)鏈表4來(lái)實(shí)現數據的記錄與回放。3為利用某次試車(chē)起動(dòng)過(guò)程中記錄的數據所回放雙向循環(huán)鏈表的結構可參見(jiàn)文獻4l它的的曲線(xiàn)其中粗線(xiàn)表左起動(dòng)機電流細線(xiàn)表右起動(dòng)個(gè)重要的特點(diǎn)是具有兩個(gè)指針域其中一個(gè)指機電流。根據工藝規程規定起動(dòng)過(guò)程中左、右起向直接后繼另一個(gè)指向直接前趨。對于頭結點(diǎn),動(dòng)機電流差不得超過(guò)150A從圖3曲線(xiàn)中可以看其直接前趨是指向尾結點(diǎn)對于尾結點(diǎn)其直接后出在83~89s間電流差約為600A左右在起動(dòng)繼是指向頭結點(diǎn)構成了一個(gè)循環(huán)。過(guò)程后期電流差也有300A左右遠遠超過(guò)規定在第一次記滿(mǎn)三分鐘前對鏈表進(jìn)行的操作值可以認定事件發(fā)生。實(shí)踐證明該方法是可行是順序增加結點(diǎn)。增加一個(gè)結點(diǎn)鏈表所需進(jìn)行的而且有效的。本文所討論的方法不僅可以用于操作是修改尾結點(diǎn)的后繼指針和頭結點(diǎn)的前趨指航空發(fā)動(dòng)機試車(chē)中也可以用于其它一些測控系針并增加一個(gè)結點(diǎn)其時(shí)間復雜度僅為O(1統中特別是所采用的數據結構更是具有較強的在第一次記滿(mǎn)三分鐘后鏈表不再增加結點(diǎn),普遍意義。數據只需要修改原先頭結點(diǎn)的前趨、后繼指針數參考文獻據項和原先尾結點(diǎn)的后繼指針以及原先第二個(gè)結1李斌陳桂英雷勇等航空發(fā)動(dòng)機試車(chē)CAT技料])航空點(diǎn)的前趨指針其時(shí)間復雜度也僅為O(1工程與維修1996(8)29-31在回放數據時(shí)當查找某個(gè)結點(diǎn)的數據時(shí)雙[2]陳桂英李斌雷勇簿航空發(fā)動(dòng)機計算機輔助試驗技術(shù)研向鏈表可以順序查找也可以逆序查找。對于n究J.航空動(dòng)力學(xué)報9994(4)17-420個(gè)結點(diǎn)的鏈表來(lái)說(shuō)其時(shí)間復雜度為O(n[3]陳桂英李斌當勇等.航空發(fā)動(dòng)機CAT系統信號采集與處理J數據采集與處理1999144)527-530采用雙向循環(huán)鏈表來(lái)實(shí)現數據的記錄與回[41嚴萌敏吳偉民數據結構c語(yǔ)言版M]北京北京清華放具有算法效率高、編程簡(jiǎn)單方便的優(yōu)點(diǎn)因此大學(xué)出版社997雙向循環(huán)鏈表是一個(gè)理想的數據結構。