專利名稱:用于使測量組構(gòu)形適應(yīng)燃氣渦輪性能診斷的過程的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明一般涉及燃氣渦輪發(fā)動機建模領(lǐng)域。更特別地,本發(fā)明涉及用于適應(yīng)(adapt)燃氣渦輪發(fā)動機的測量組構(gòu)形(measurement suite configuration)的方法和系統(tǒng),以便根據(jù)傳感器故障或數(shù)據(jù)缺失來提供 耐用的(robust)性能跟蹤。
背景技術(shù):
燃氣渦輪性能診斷本身涉及當發(fā)動機隨著時間的過去惡化時跟 蹤在發(fā)動機模塊性能測量(典型地是效率和流動參數(shù))中的變化。推進 這種方法學(xué)的主要信息來源是沿著發(fā)動機的氣路選取的測量,比如溫 度、壓力、速度等等。穿過寬闊的用戶/航行器基地跟蹤發(fā)動機群提出 了額外的復(fù)雜性,即被測量的參數(shù)因使用儀器和記錄的保真度和穿過 安裝的不可重復(fù)性而不同。傳統(tǒng)的性能診斷評估方法應(yīng)用 一些預(yù)估/校正評估計劃的形式。這 些程序使用過去的性能評估作為用于當前性能評估計算的推理信息。 許多這些途徑使用線性評估方法或它們的導(dǎo)數(shù)以從先前評估和當前 數(shù)據(jù)中推斷性能變化。這種診斷方法成功的部署取決于許多因素,其 中一個是在不需要應(yīng)用復(fù)雜的例外邏輯以覆蓋所有可能的測量情景 的情況下它的適應(yīng)不同測量組的能力。提供某種形式的測量構(gòu)形的預(yù)備是提供在性能跟蹤過程中所需 的耐用的步驟,該測量構(gòu)形在不需要對診斷軟件做出變化的情況下使 它本身適應(yīng)當前有用的測量組以及適應(yīng)跨過發(fā)動機監(jiān)測程序壽命設(shè) 置的這種測量中的變化。有幾個因素推進了對于這種測量構(gòu)形過程的 需要。一個因素是在考慮中對于引導(dǎo)性能健康趨勢的有用的氣路測量 的數(shù)量和類型隨著燃氣渦輪的型號和類型而變化的事實。例如,應(yīng)用 一個或兩個巻軸的發(fā)動機、渦4侖噴氣對渦4侖風扇噴氣發(fā)動機、混合對 非混合流動、新一代或成熟型號的發(fā)動機以及其它的都是以氣路使用 儀器的形式指示什么是有用的和什么是無用的因素,該使用儀器提供 用于性能評估過程的輸入?yún)?shù)流?,F(xiàn)有技術(shù)中許多公知的用于執(zhí)行發(fā)動機模塊性能健康跟蹤的方 法在一定意義上都是一類的,即它們可纟皮應(yīng)用在任何類型的燃氣渦輪測量組。前者典型地是數(shù)據(jù)庫問題,而后者可影響過程的實際軟件執(zhí) 行。適應(yīng)任何特定測量構(gòu)形的過程都將提供更大程度的耐用并且否定 需要軟件改變以執(zhí)行特定測量i更置。另 一個推動需要測量構(gòu)形的因素是在航行器發(fā)動機監(jiān)測中數(shù)據(jù) 缺失是常見的。不論什么原因,參數(shù)可從記錄的輸入流中或者在一段 時間中間歇地或者全部地消失。由于^(吏用儀器的問題、維修行為、記 錄異常等等,可發(fā)生這種情況。不論什么起因,結(jié)果是有效的測量組 改變了。如果性能評估過程取決于(預(yù)選的)測量組,那么一個或多個 輸入?yún)?shù)間歇的(或持續(xù)的)丟失將引起在分析中發(fā)生間隔。所需要的是更加耐用的發(fā)動機性能跟蹤過程,其識別當前時間點 的測量組并且適應(yīng)測量組來改變以允許性能評估過程進行。發(fā)明內(nèi)容盡管有執(zhí)行發(fā)動機性能跟蹤的各種方法和系統(tǒng),但是這種方法和 系統(tǒng)并不完全令人滿意。發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的是希望具有適應(yīng)燃氣渦輪 發(fā)動機的測量組構(gòu)形的方法和系統(tǒng),以便根據(jù)傳感器故障或數(shù)據(jù)缺失 來提供耐用的性能跟蹤。本發(fā)明的 一個方面提供了 一種用于使來自燃氣渦輪發(fā)動機的測 量適應(yīng)使用在性能跟蹤中的方法。根據(jù)本發(fā)明的這個方面,該方法優(yōu)選地開始于選擇用于燃氣渦輪發(fā)動機及其應(yīng)用的默認的發(fā)動機構(gòu)形、 獲得對應(yīng)預(yù)定數(shù)量的測量參數(shù)的氣路數(shù)據(jù)樣本、得到用于燃氣渦輪發(fā) 動機的性能參數(shù)、將在時間k處的測量參數(shù)和性能參數(shù)與預(yù)定的閾值 比較以確定每一個參數(shù)的品質(zhì)和/或可用性,其中被確定是有問題的參 數(shù)對于性能跟蹤被界定為不存在的,基于默認的發(fā)動機構(gòu)形和現(xiàn)有測量參數(shù)Z確定測量構(gòu)形矩陣Mc,以及基于默認的發(fā)動機構(gòu)形和現(xiàn)在 的性能參數(shù)x確定故障構(gòu)形矩陣Fc,并且使用測量構(gòu)形矩陣Mc和故 障構(gòu)形矩陣Fc來適應(yīng)性能跟蹤方法。該方法的另一個方面是測章構(gòu)形矩陣Mc是大小為m的單位矩 陣,其中m二被測量參數(shù)的個數(shù)。該方法的另一個方面是故障構(gòu)形矩陣Fc是大小為n的單位矩陣, 其中n-被評估的性能故障的個數(shù)。該方法的另 一 個方面是在測量構(gòu)形矩陣Mc的主對角線中的零輸 入代表有問題的或缺失的參數(shù)測量。該方法的另一個方面是在故障構(gòu)形矩陣MF的主對角線中的零輸 入代表那些故障,該故障的評估受到被使用來計算性能評估的對應(yīng)測 量參數(shù)的丟失的影響。本發(fā)明的 一個或多個實施例的詳細描述將在下面的附圖和說明 中^皮提出來。通過說明和附圖以及通過權(quán)利要求,本發(fā)明其它的特征、 目的和優(yōu)點將變得顯而易見。
圖1是示范性方法的方塊圖。圖2是本發(fā)明的單個模塊的示范性應(yīng)用結(jié)構(gòu)。
具體實施方式
通過參考附圖將對本發(fā)明的實施例進行描述,其中各處相似的數(shù) 字代表相似的元件。進一步地,可以理解的是在本文中使用的措辭和用語是出于說明的目的并且不應(yīng)該被認為是限制性的。在本文中對 "包含"、"包括,,或"具有"以及它們的變體的使用意味著包括此 后列出的條目和它的等同物以及另外的條目。用語"被安裝"、"被 連接"和"被結(jié)合"被廣泛地使用并且包括兩種直接的和間接的安裝、 連接和結(jié)合。進一步地,"被連接"和"被結(jié)合"并不被限定為物理 的或機械的連接或結(jié)合。本發(fā)明并不受到附圖中所描述或所暗示的任何特定軟件語言的 限制。多種備選的軟件語言可被使用來執(zhí)行本發(fā)明。如現(xiàn)有技術(shù)中的 普遍慣例, 一些部件和條目被圖解和描述,就好像它們是硬件元件。 然而,在方法和系統(tǒng)中的各種部件都可在軟件或硬件中被執(zhí)行。本發(fā)明是模塊化結(jié)構(gòu)并且可作為切實包含在程序存儲裝置上的 應(yīng)用程序被配置成軟件。用于#1行的應(yīng)用代碼可存在于多個不同類型 的對本領(lǐng)域的那些技術(shù)人員是公知的計算機可讀媒介上。圖1圖示了用于適應(yīng)燃氣渦輪發(fā)動機的測量組構(gòu)形的方法和系 統(tǒng),以根據(jù)傳感器故障或數(shù)據(jù)缺失來提供耐用的性能跟蹤。該方法開始于在離散時間k處獲得發(fā)動才幾氣路數(shù)據(jù)樣本(步驟102)。氣路數(shù)據(jù)包 括多個氣路參數(shù)測量,比如巻軸速度、溫度、壓力和流率。對于特定 的燃氣渦輪發(fā)動機型號和它的特定應(yīng)用場合,可有一組默認的在發(fā)動 機氣路中被測量的參數(shù)。這符合用于該發(fā)動機型號和應(yīng)用場合的標準 的"物料清單"傳感器構(gòu)形。該組默認的參數(shù)創(chuàng)建了測量組并且是公知推理的(步驟103)。測量 矩陣Mc基于該組默認的發(fā)動機測量參數(shù)被集合并且被保持。測量矩 陣Mc是大小為m(mxm)的單位矩陣,其中m是被測量的參數(shù)的個數(shù), 并且被界定為其中i和j是行指數(shù)和列指數(shù)。為了確定測量參數(shù)的品質(zhì)和/或可用性,在時間k處發(fā)動機氣路參數(shù)的向量被典型地與預(yù)定的閾值做比較(步驟104)。范圍外的參數(shù)或丟 失的參數(shù)將使這些測試失敗并且測量參數(shù)Z的向量將被標記為不具有 默認的構(gòu)形。同樣地,如果所有的參數(shù)都在閾值內(nèi),那么然后測量參 數(shù)的向量將被標記為具有默認的構(gòu)形并且對于性能診斷跟蹤將立刻 是有用的(步驟109)。如果測量參數(shù)Z的向量被標記為不具有默認的構(gòu)形,那么這指示 至少一個測量參數(shù)或者在預(yù)定的閾值之外或者是完全丟失的,也就是 數(shù)據(jù)缺失。在任一情形中,有問題的或丟失的參數(shù)測量對于隨后的性 能診斷跟蹤都要被確定是不存在的(步驟105),并且測量構(gòu)形矩陣Mc 被改變(步驟106)<formula>formula see original document page 10</formula>(2)
通過背景技術(shù),發(fā)動機性能診斷跟蹤典型地評估傳感器性能以及發(fā)動機模塊性能。對于發(fā)動機片莫塊,性能參數(shù)通常的表現(xiàn)形式為在模塊效率和流量參數(shù)中的變化,或性能變量增量(從標稱或安裝狀態(tài))。對于傳感器本身,傳感器誤差參數(shù)x是氣路分析的部分并且被評估和跟蹤。性能變量增量(delta)從參考(標稱)處計算。如果所有的參數(shù)變量增 量都接近于零而一個參數(shù)具有大的變量增量值,那么它可指示"傳感 器"誤差。傳感器誤差并不被限于使用儀器上,而是可包括在數(shù)據(jù)記 錄、數(shù)據(jù)約簡、標準化等等中的誤差。傳感器誤差是傳感器精度的測量并且被包括在性能評估過程中 以吸收傳感器偏差與漂移的影響和較小程度上的傳感器不可重復(fù)性。 性能評估幫助防止來自傳感器誤差的模塊性能評估的訛誤。所以,如 果測量參數(shù)x不存在,那么任何隨后的分析都能有效地將關(guān)聯(lián)的傳感 器誤差評估從性能評估過程中降低。這個過程由故障構(gòu)形矩陣Fc來控 制,其被集合并且跟蹤測量構(gòu)形矩陣Mc。當測量構(gòu)形矩陣Mc是基于默認的發(fā)動機構(gòu)形時,故障構(gòu)形矩陣Fc也是單位矩陣。如果Mc被改變了,那么Fc也將纟皮改變。 一組解法 可被開發(fā)以控制作為Mc中變化的函數(shù)的Fc是如何變化的,并且可隨 著應(yīng)用場合之間的不同而變化。故障構(gòu)形矩陣Fc基于該組默認的故障 參數(shù)被集合并且被保持。故障構(gòu)形矩陣Fc是大小為n(nxn)的單位矩 陣,其中n是被隨后的性能診斷跟蹤過程評估的性能故障x的個數(shù), 并且n〉m。故障構(gòu)形矩陣Fc纟皮界定為故障構(gòu)形矩陣Fc包括模塊評估性能故障x(效率和流量參數(shù)變化) 以及傳感器故障和任何其它的可被包括在性能診斷跟蹤過程中的發(fā) 動機系統(tǒng)故障。用于評估默認的測量構(gòu)形的潛在故障列表(n)被執(zhí)行診 斷跟蹤的分析者預(yù)先確定和指定。如果測量構(gòu)形矩陣Mc已經(jīng)從上次的樣本k-l中^皮更新了(步驟 106),那么故障構(gòu)形矩陣Fc相似地也要被更新(步驟107)。故障構(gòu)形 矩陣Fc被改變以排除那些故障,該故障的評估受到被使用來計算性能 評估的對應(yīng)測量參數(shù)的丟失的影響(在步驟106中執(zhí)行)。例如,如果被結(jié)合到高壓壓縮機(HPC)入口處的壓力測量傳感器 (稱為P25)失敗了,或者如果它的輸出信號遭受到缺失,那么測量構(gòu) 形矩陣Mc就被調(diào)整以反映這種情況。如果q"測量參數(shù)是P25,那么 Mc(q,q)將被設(shè)置為0。故障構(gòu)形矩陣Fc相似地也^^更新,F(xiàn)c(p,p) = 0, 其中在故障組中的p^參數(shù)代表P25傳感器故障。通常,F(xiàn)c被更新為在接著的性能跟蹤計算中,測量構(gòu)形矩陣Mc和故障構(gòu)形矩陣Fc 通過適應(yīng)有效地將P25測量從性能故障計算中除去了并且將P25傳感 器誤差評估從起作用的故障列表中除去了。典型地,使用最小平方或 者綜合最小平方評估計算執(zhí)行性能計算??柭鼮V波器(Kalman filter) 是一個^^皮使用的途徑,并且其是被使用來教授方法的綜合最小平方途ith性能故障存在 ith性能故障不存在所述的情況中,在媒質(zhì)110和溫度傳感器120彼此直接毗鄰的情況中,我們談?wù)撝苯訜狁詈?。媒質(zhì)的流動越小,熱耦合(thermal coupling)越好,其也被稱作熱耦 合(heat coupling),在媒質(zhì)和溫度傳感器元件之間,并且溫度傳感器元件 120和環(huán)境112之間的熱耦合以及媒質(zhì)10和周圍材料112之間的熱耦合越 小,溫度傳感器元件120處測量的溫度和媒質(zhì)110的溫度之間的偏差通常 越小。上面的考慮和定義應(yīng)用于全部下面的實施例。熱流和/或媒質(zhì)流,媒質(zhì)和/或其它材料的熱傳導(dǎo)以及不同媒質(zhì)和/或主 體之間的熱傳遞是之前提到的環(huán)境條件,其影響溫度傳感器元件處測量的 溫度與媒質(zhì)的溫度的偏差。電路130被實施成根據(jù)溫度傳感器元件120處測量的溫度和校正模型 131來確定媒質(zhì)的溫度。校正模型根據(jù)環(huán)境條件的分析和環(huán)境條件的影響 的類型,以及溫度傳感器元件120處測量的溫度和媒質(zhì)110的溫度之間的 偏差被減小,或換句話說通過校正模型被校正的媒質(zhì)110的溫度。試驗表明某些環(huán)境條件比其它對偏差具有更大的影響,因此校正模型 尤其考慮引起一個或幾個基本上的偏差的環(huán)境條件。因此,溫度傳感器元件120可以例如是NTC (負溫度系數(shù))元件或 PTC (正溫度系數(shù))元件,從而根據(jù)溫度,溫度傳感器元件120示范性地 改變它的阻抗,并且當前阻抗值是NTC或PTC元件處溫度的測量。作為 傳感器信號122,并通過電路130接收,通過溫度傳感器120然后示范性 地產(chǎn)生該阻抗值和/或?qū)?yīng)的電壓值??商娲?,溫度傳感器120也可以 是熱耦合器。然而,溫度測量也基于其它測量原理。發(fā)射傳感器信號122 可以例如經(jīng)由信號線或無線地進行。電路130可被實施,以便根據(jù)傳感器信號122和校正模型131而作為 溫度信號132輸出媒質(zhì)的溫度。因此,校正模型131可以作為使媒質(zhì)的對應(yīng)溫度與不同的傳感器信號 122相關(guān)的值的表而被示范性地存儲,或者作為特征曲線或函數(shù)被存儲于 電路130中,電路130根據(jù)其計算對于各個傳感器信號122的媒質(zhì)的對應(yīng) 溫度132。測量協(xié)方差矩陣R是從么^知的測量傳感器不可重復(fù)性標準偏差<formula>formula see original document page 13</formula>和傳感器性能故障影響系數(shù)子矩陣Hs的知識計算的,如<formula>formula see original document page 13</formula> (8)其中S是cr, ,"1,2,…,",值的nsx 1向量,而^ag(。是nsx ns對角 矩陣,其中S出現(xiàn)在主對角線上并且所有出現(xiàn)在主對角線以外上的都 是零。(5)、 (6)、 (7)和(8)代表卡爾曼濾波器等式。一旦測量構(gòu)形Mc和故障構(gòu)形Fc矩陣已被更新(步驟106,107),那 么它們可被使用來適應(yīng)上面所描述的性能評估過程以適合如下面被 進行的(step 109)當前數(shù)據(jù)點的測量構(gòu)形。測量構(gòu)形Mc和故障構(gòu)形Fc矩陣適應(yīng)影響系數(shù)矩陣H,創(chuàng)建修正 影響系數(shù)矩陣^<formula>formula see original document page 13</formula> (9) 與修正影響系數(shù)矩陣》關(guān)聯(lián)的測量構(gòu)形Mc適應(yīng)測量傳感器不可 重復(fù)性標準偏差S,創(chuàng)建修正測量協(xié)方差矩陣》<formula>formula see original document page 13</formula> (10)其中I是mxm單位矩陣。修正影響系數(shù)矩陣#和修正測量協(xié)方差矩陣》適應(yīng)卡爾曼增益矩陣5<formula>formula see original document page 13</formula> (11)使用修正值計算性能變量增量i并且被輸出<formula>formula see original document page 13</formula> (12)出于性能跟蹤的目的,對于雄)的性能變化,其中Fc(i,i)=l,并且 i = l,2,...,n,可被報告給終端用戶。在圖2中圖示的是各種包括和實施本發(fā)明的模塊的結(jié)構(gòu) (framework)201實施例。結(jié)構(gòu)201從位于燃氣渦輪發(fā)動機上的監(jiān)測傳 感器處接收數(shù)據(jù)。結(jié)構(gòu)201包括被結(jié)合到測量適應(yīng)模塊205上的數(shù)據(jù)規(guī)范器203, 其被結(jié)合到適應(yīng)的(adaptive)卡爾曼濾波器207上以用于評估燃氣渦輪發(fā)動機模塊性能變化。數(shù)據(jù)規(guī)范器203將獲得的發(fā)動機測量數(shù)據(jù)與發(fā) 動機型號比較以得到發(fā)動機性能測量變量增量。測量適應(yīng)模塊205包 括Z向量匯編(assembler)209、 Fc矩陣匯編211和Mc矩陣匯編213。 測量變量增量被集合在向量Z 209中并且對Mc矩陣213做出適當?shù)?變化,如先前所描述的。Fc矩陣匯編211修正將從測量變量增量的當 前構(gòu)形進行評估的性能故障。適應(yīng)的卡爾曼濾波器207包括適應(yīng)的影 響S矩陣發(fā)動機215、適應(yīng)的測量協(xié)方差》矩陣發(fā)動機217、適應(yīng)的卡 爾曼增益萬矩陣發(fā)動機219和適應(yīng)的狀態(tài)評估;發(fā)動機211 。測量構(gòu)形 Mc 213和故障構(gòu)形Fc 211矩陣使卡爾曼濾波器207適應(yīng)給定的測量 組。在每個時間步驟k處執(zhí)行這個過程,對于該時間步驟的數(shù)據(jù)是有 用'的以用于處理。如上面略述的對于特定測量構(gòu)形Mc和關(guān)聯(lián)故障構(gòu)形Fc的更新卡 爾曼濾波器評估等式的作用是同樣產(chǎn)生了對于給定的從開始處測量 構(gòu)形組件的性能變化什么是將要^L跟蹤的。由于這個過程可在軟件或 硬件中被執(zhí)行,或者場內(nèi)(on-board)或者場外(off-board),所以應(yīng)用本 發(fā)明的優(yōu)點是不需要動態(tài)再分配存儲以適應(yīng)由不同的測量構(gòu)形所指 定的在矩陣大小中的變化。在上面所描述的過程中,矩陣維數(shù)被固定 在默認的測量大小m和性能故障大小n,并且不會變化。構(gòu)形矩陣Mc和構(gòu)形矩陣Fc的使用將關(guān)聯(lián)的卡爾曼濾波器評估過 程中適當?shù)男泻土星辶?,使得剩下的非零部分提供相同的結(jié)果一,其 使用由測量組所指定的較低的維數(shù)數(shù)量將被獲得。在先前引用的P25 壓力測量缺失的實例中,測量變量增量向量本質(zhì)上已經(jīng)在大小上被一 簡化到(m-l)x 1向量。這個在維度上的約簡通常將需要在模型數(shù)字元素中關(guān)聯(lián)的約簡,也就是H、 R和D。 Mc和Fc構(gòu)形矩陣的使用允許 最初的維數(shù)可;^皮保持。在不需要軟件變化或手動干涉的情況下,根據(jù) 本測量構(gòu)形這個支持可再構(gòu)形其本身的自主過程。已經(jīng)描述了本發(fā)明的一個或多個實施例。然而,可以理解的是在 不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可做出各種修改。因此,其它的實施例在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于使來自燃氣渦輪發(fā)動機的測量適應(yīng)在性能跟蹤中的使用的方法,包括選擇用于所述燃氣渦輪發(fā)動機及其應(yīng)用的默認的發(fā)動機構(gòu)形;獲得對應(yīng)預(yù)定數(shù)量的測量參數(shù)的氣路數(shù)據(jù)樣本;得到用于所述燃氣渦輪發(fā)動機的性能參數(shù);將在時間k處的所述測量參數(shù)和性能參數(shù)與預(yù)定的閾值比較,以便確定每一個參數(shù)的品質(zhì)和/或可用性,其中,被確定是有問題的參數(shù)對于性能跟蹤被界定為不存在的;基于所述默認的發(fā)動機構(gòu)形和現(xiàn)有測量參數(shù)Z確定測量構(gòu)形矩陣MC,以及基于所述默認的發(fā)動機構(gòu)形和現(xiàn)在的性能參數(shù)x0確定故障構(gòu)形矩陣FC;和使用所述測量構(gòu)形矩陣MC和故障構(gòu)形矩陣FC來適應(yīng)性能跟蹤方法。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述測量構(gòu)形矩陣 Mc是大小為m的單位矩陣,其中m-被測量參數(shù)的個數(shù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法,其特征在于,所述故障構(gòu)形矩陣 Fc是大小為n的單位矩陣,其中11 =被評估的性能故障的個數(shù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法,其特征在于,所述方法進一步包 括使用最小平方或綜合最小平方評估計算來執(zhí)行性能跟蹤計算。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法,其特征在于,所述最小平方評估 是卡爾曼濾波器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法,其特征在于,所述卡爾曼濾波器 是適應(yīng)的卡爾曼濾波器。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法,其特征在于,在所述測量構(gòu)形矩 陣Mc的主對角線中的零輸入代表有問題的或丟失的參數(shù)測量。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法,其特征在于,在所述故障構(gòu)形矩陣Fc的主對角線中的零輸入代表那些故障,所述故障的評估受到被使用來計算所述性能評估的對應(yīng)測量參數(shù)的丟失的影響。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法,其特征在于,所述方法進一步包 括使用所述測量構(gòu)形矩陣Mc和故障構(gòu)形矩陣Fc來適應(yīng)的影響系數(shù)矩 陣H,從而創(chuàng)建修正影響系數(shù)矩陣^。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法,其特征在于,所述方法進一步 包括使用所述測量構(gòu)形矩陣Mc和適應(yīng)的影響系數(shù)矩陣^來適應(yīng)測量 傳感器不可重復(fù)性標準偏差S,從而創(chuàng)建修正測量協(xié)方差矩陣》。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的方法,其特征在于,所述方法進一步 包括使用所述修正影響系數(shù)矩陣#和修正測量協(xié)方差矩陣》來適應(yīng)卡 爾曼增益矩陣D。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法,其特征在于,所述方法進一步 包括使用所述適應(yīng)的卡爾曼增益矩陣5 、所述適應(yīng)的影響系數(shù)矩陣# 、 現(xiàn)有測量參數(shù)Z和現(xiàn)在的性能參數(shù)x。來計算性能變量增量;。
13. —種用于使來自燃氣渦輪發(fā)動機的測量適應(yīng)在性能跟蹤中的 使用的系統(tǒng),包括用于選擇用于所述燃氣渦輪發(fā)動機及其應(yīng)用的默認的發(fā)動機構(gòu) 形的裝置;用于獲得對應(yīng)預(yù)定數(shù)量的測量參數(shù)的氣路數(shù)據(jù)樣本的裝置; 用于得到用于所述燃氣渦4侖發(fā)動機的性能參數(shù)的裝置; 用于將在時間k處的所迷測量參數(shù)和性能參數(shù)與預(yù)定的閾值比較,以便確定每一個參數(shù)的品質(zhì)和/或可用性的裝置,其中,被確定是有問題的參數(shù)對于性能跟蹤被界定為不存在的;用于基于所述默認的發(fā)動4幾構(gòu)形和現(xiàn)有測量參數(shù)Z確定測量構(gòu)形矩陣Mc,以及基于所述默認的發(fā)動機構(gòu)形和現(xiàn)在的性能參數(shù)x確定故障構(gòu)形矩陣Fc的裝置;和用于使用所述測量構(gòu)形矩陣Mc和故障構(gòu)形矩陣Fc來適應(yīng)性能跟蹤方法的裝置。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng),其特征在于,所述測量構(gòu)形矩 陣Mc是大小為m的單位矩陣,其中m-被測量參數(shù)的個數(shù)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng),其特征在于,所述故障構(gòu)形矩 陣Fc是大小為n的單位矩陣,其中n-被評估的性能故障的個數(shù)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng),其特征在于,所述系統(tǒng)進一步 包括用于使用最小平方或綜合最小平方評估計算來執(zhí)行性能跟蹤計 算的裝置。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng),其特征在于,所述最小平方評 估是卡爾曼濾波器。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng),其特征在于,所述卡爾曼濾波 器是適應(yīng)的卡爾曼濾波器。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng),其特征在于,在所述測量構(gòu)形 矩陣Mc的主對角線中的零輸入代表有問題的或丟失的參數(shù)測量。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng),其特征在于,在所迷故障構(gòu)形 矩陣Fc的主對角線中的零輸入代表那些故障,所述故障的評估受到被 使用來計算所述性能評估的對應(yīng)測量參數(shù)的丟失的影響。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的系統(tǒng),其特征在于,所述系統(tǒng)進一步 包括用于使用所述測量構(gòu)形矩陣Mc和故障構(gòu)形矩陣Fc來適應(yīng)影響系 數(shù)矩陣H,從而創(chuàng)建修正影響系數(shù)矩陣^的裝置。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的系統(tǒng),其特征在于,所述系統(tǒng)進一步 包括用于使用所述測量構(gòu)形矩陣Mc和適應(yīng)的影響系數(shù)矩陣#來適應(yīng) 測量傳感器不可重復(fù)性標準偏差S,從而創(chuàng)建修正測量協(xié)方差矩陣》 的裝置。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的系統(tǒng),其特征在于,所述系統(tǒng)進一步 包括用于使用所述修正影響系數(shù)矩陣^和修正測量協(xié)方差矩陣》來適 應(yīng)卡爾曼增益矩陣5的裝置。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的系統(tǒng),其特征在于,所述系統(tǒng)進一步 包括用于使用所述適應(yīng)的卡爾曼增益矩陣萬、所述適應(yīng)的影響系數(shù)矩陣^ 、現(xiàn)有測量參數(shù)Z和現(xiàn)在的性能參數(shù)XG來計算性能變量增量i的裝置o
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于使測量組構(gòu)形適應(yīng)燃氣渦輪性能診斷的過程。所描述的方法和系統(tǒng)使用線性預(yù)估-校正評估過程從氣路測量數(shù)據(jù)中評估燃氣渦輪發(fā)動機模塊性能的變化。測量構(gòu)形矩陣M<sub>C</sub>和故障構(gòu)形F<sub>C</sub>矩陣被集合。構(gòu)形矩陣M<sub>C</sub>和構(gòu)形矩陣F<sub>C</sub>被使用來使典型的線性預(yù)估-校正類型的性能評估過程適應(yīng)給定的測量組,并且理想地適合于線性評估系統(tǒng),比如那些使用卡爾曼濾波器的系統(tǒng)。
文檔編號G01M15/00GK101231213SQ20081000518
公開日2008年7月30日 申請日期2008年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月24日
發(fā)明者A·J·沃爾波尼 申請人:聯(lián)合工藝公司