專利名稱：基于誤差控制的航空葉片圓弧形前后緣重建方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種航空葉片圓弧形前后緣重建方法，具體涉及一種基于誤差控制的航空葉片圓弧形前后緣重建方法。
背景技術(shù)：
航空葉片的前后緣形狀對發(fā)動機(jī)的氣動性能有重要的影響?；跍y量數(shù)據(jù)的葉片前后緣曲線生成是葉片測量建模的一項關(guān)鍵工作?，F(xiàn)有的葉片前后緣大多為圓弧或橢圓弧。在葉片圓弧形前后緣重建過程中，需要盡可能避免葉片測量數(shù)據(jù)中屬于葉片的葉盆、葉背上的測量數(shù)據(jù)點(diǎn)參與前后緣圓弧的擬合，以保證較高的前后緣重建精度。為了實現(xiàn)基于測量數(shù)據(jù)葉片前后緣建模，文獻(xiàn)“基于測量數(shù)據(jù)的葉片截面特征參數(shù)提取技術(shù)研究《自然科學(xué)與工程》2009，7 (9):1972-1975”公開了一種基于測量數(shù)據(jù)的葉片截面特征參數(shù)提取方法。該方法提出對常用的圓弧形葉片緣頭，采用基于最大擬合誤差的方法，在確定初始緣頭范圍的基礎(chǔ)上，通過當(dāng)前緣頭范圍內(nèi)的最大半徑誤差與設(shè)定誤差閾值的比較，采用適當(dāng)增加數(shù)據(jù)點(diǎn)的方法，改變當(dāng)前緣頭的數(shù)據(jù)點(diǎn)范圍，從而搜索確定精確的緣頭范圍；進(jìn)而將葉片輪廓數(shù)據(jù)劃分為精確的前緣、后緣、葉盆、葉背。對葉片包含噪聲的測量數(shù)據(jù)，利用該方法進(jìn)行圓弧形前后緣重建時，存在一定的困難。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有基于測量數(shù)據(jù)的葉片截面特征參數(shù)提取方法抗噪性能差的不足，本發(fā)明提供一種基于誤差控制的航空葉片圓弧形前后緣重建方法。該方法針對航空葉片的測量數(shù)據(jù)，在最小二乘法進(jìn)行擬合的基礎(chǔ)上，采用基于誤差控制的迭代擬合方法，對葉片圓弧形前后緣進(jìn)行重建。通過設(shè)定誤差對迭代擬合過程進(jìn)行控制，盡可能地避免選定區(qū)域內(nèi)非圓弧上的點(diǎn)參與擬合；在保證重建精度的前提下，具有較好的抗噪性能，可以提高葉片圓弧形前后緣的重建質(zhì)量。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種基于誤差控制的航空葉片圓弧形前后緣重建方法，其特點(diǎn)是包括以下步驟:(1)讀入航空葉片的型線離散測量數(shù)據(jù)，選定覆蓋葉片前緣或后緣的區(qū)域點(diǎn)；(2)對區(qū)域點(diǎn)進(jìn)行排序；(3)對排序后的區(qū)域點(diǎn)進(jìn)行三次樣條擬合；(4)對所擬合的樣條曲線進(jìn)行等弧長加密離散，并將始末離散點(diǎn)分別記為Pc^Pli ;(5)用最小二乘法對PtliPli段離散點(diǎn)進(jìn)行擬合，并將PtliPli段與擬合圓相交處的始末離散點(diǎn)分別記為 Po(1.l)、Pl (i+1) ;圓擬合方法如下:①建立圓擬合的目標(biāo)函數(shù):對于給定的離散點(diǎn)集(Xi, Yi), (i = 0,1,2，…，N),設(shè)理想圓的圓心為(Xci, yj ,半徑為r，則圓的方程為:(X-Xtl)2+(y-yQ)2=r2。對于基于非線性最小二乘的圓擬合，其優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)為:
權(quán)利要求
1.一種基于誤差控制的航空葉片圓弧形前后緣重建方法，其特征在于包括以下步驟: (1)讀入航空葉片的型線離散測量數(shù)據(jù)，選定覆蓋葉片前緣或后緣的區(qū)域點(diǎn)； (2)對區(qū)域點(diǎn)進(jìn)行排序； (3)對排序后的區(qū)域點(diǎn)進(jìn)行三次樣條擬合； (4)對所擬合的樣條曲線進(jìn)行等弧長加密離散，并將始末離散點(diǎn)分別記為Pc^Pli； (5)用最小二乘法對PtliPli段離散點(diǎn)進(jìn)行擬合，并將PtliPli段與擬合圓相交處的始末離散點(diǎn)分別記為 Po(i+l)、Pl (i+1) ;圓擬合方法如下: ①對于給定的離散點(diǎn)集(Xpyi)Ji= 0,1, 2，…，N),設(shè)理想圓的圓心為(Xtl, yj,半徑為 r，則圓的方程為:(X-Xtl)2+(y-yQ)2=r2 ； 對于基于非線性最小二乘的圓擬合，其優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)為:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于誤差控制的航空葉片圓弧形前后緣重建方法，其特征在于:所述設(shè)定迭代控制誤差e =0.002。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于誤差控制的航空葉片圓弧形前后緣重建方法，用于解決現(xiàn)有的基于測量數(shù)據(jù)的葉片截面特征參數(shù)提取方法抗噪性能差的技術(shù)問題。技術(shù)方案是選定覆蓋航空葉片前后緣的區(qū)域點(diǎn)；對區(qū)域點(diǎn)進(jìn)行排序；采用三次樣條進(jìn)行擬合，得曲線L0；對所擬合的樣條曲線L0采用等弧長進(jìn)行加密離散，并將始末離散點(diǎn)分別記為P0i、P1i；用最小二乘法對包含P0i、P1i在內(nèi)P0iP1i之間的離散點(diǎn)進(jìn)行圓擬合；計算離散點(diǎn)到第i次擬合圓的平均誤差εi；設(shè)定迭代控制誤差為ε，直到滿足εi≤ε時，迭代結(jié)束。本發(fā)明在最小二乘法進(jìn)行擬合的基礎(chǔ)上，采用基于誤差控制的迭代擬合方法，對葉片圓弧形前后緣進(jìn)行重建，避免了選定區(qū)域內(nèi)非圓弧上的點(diǎn)參與擬合，提高了抗噪性能。
文檔編號G06F19/00GK103093091SQ20131001166
公開日2013年5月8日 申請日期2013年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月11日
發(fā)明者程云勇, 朱真真, 汪文虎, 王增強(qiáng), 王麗雅, 李維亮, 李向欣, 鄭佳, 楊杰 申請人:西北工業(yè)大學(xué)