[发明专利]基于人工神经网络的可调总压畸变发生器调节指导方法

说明书

本发明公开了一种基于人工神经网络的可调总压畸变发生器调节指导方法，首先建立人工神经网络，通过实验采集不同状态下可调总压畸变发生器所产生的下游流场总压分布状态作为训练样本，对人工神经网络进行训练预测模型；然后根据预设的下游测点目标总压恢复系数计算下游流场的目标总压分布情况并穷举出可调总压畸变发生器所有可能的状态，并结合当前来流马赫数利用预测模型对每一种状态进行预测，得到和下游流场的目标总压分布情况最接近的解；最后根据最优解对应的状态指导可调总压畸变发生器调节。本发明解决了目前可调式畸变发生器使用中需根据经验反复调整才能获得目标总压畸变的问题，节约实验时间，降低了实验成本。

技术领域

本发明涉及航空发动机领域，尤其涉及一种基于人工神经网络的可调总压畸变发生器调节指导方法。

背景技术

在飞机实际飞行的过程中，发动机的进气畸变通常是无法避免的，航空发动机几乎无一例外的在非均匀进气条件下工作，因此为研究进气畸变对发动机性能的影响，通过实验装置模拟真实工况下的进气畸变形式及强度，在航空发动机研发过程中必不可少。当前成熟的畸变发生器如畸变网、插板扰流畸变发生器等，其使用的常规方法是：首先根据经验加工出进气总压畸变发生器并安装在发动机进口上游某截面处，以期其在所设计的发动机进口界面产生实验工况下的进气压力畸变，在实装后通过探针等方式测量发动机进口截面的压力畸变，测算当前进气畸变与实验工况之间的差距后，取下畸变发生器再次加工，并重复上述步骤，经过多次迭代最终得到能够较为准确模拟发动机进口流场总压畸变情况的畸变发生器。近期学界提出了一种全新的总压畸变发生装置，其基本结构形式为：其采用垂直流线型夹板互相平行地间隔安装，各处夹板间采用间隔通道，通道内均匀分布了大小相等的合页，合页由推杆，气缸等控制组件实现远程控制，可自由调节其是否开合以及开合角度；气流流过合页之后就会产生流动损失，造成局部的总压下降，从而形成了所谓的流场压力畸变，作为畸变元件，合页的开合角度决定了其对下游气流影响的范围及强度。使用时，通过远程控制各个合页的开合角度，即可在下游产生合适的畸变流场。这种可调式的畸变发生器克服了此前畸变发生器需多次加工及实验，缺乏可变项的缺点，因此是一种非常值得推荐的畸变发生器类型。但鉴于此型畸变发生器使用过程中变化的多样性，现阶段使用中采用的重复实验方式，需要工作人员需根据自身经验调节各个合页开合角度，同时在下游目标截面安装测量元件监测其产生的流场畸变，通过对监测得到的下游流场畸变与目标下游流场畸变进行对比，工作人员再根据自身经验调整合页开合角度，如此多次迭代最终得到畸变发生器理想的合页开合角度，此方法过于繁琐且耗时耗力，如采用传统理论方法对畸变发生器下游流场进行预测，则数据维数过多，且相互之间存在量级较大的影响，现阶段难以实。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供一种基于人工神经网络的可调总压畸变发生器调节指导方法。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

基于人工神经网络的可调总压畸变发生器调节指导方法，包括以下步骤：

步骤1)，根据可调式畸变发生器特性以及预设的下游流场总压分布状况测量方法进行风洞实验，获得不同可调式畸变发生器的状态及不同来流马赫数下对应的下游总压分布数据，将其作为人工神经网络的训练样本，所述可调式畸变发生器的状态即可调式畸变发生器中各个合页的开合角度；

步骤2)，建立人工神经网络，采用训练样本对其进行训练，得到能够根据可调式畸变发生器各个合页的开合角度、来流马赫数计算出下游流场的总压分布情况的预测模型；

步骤3)，根据预设的下游测点目标总压恢复系数计算出下游流场的目标总压分布情况；

步骤4)，根据预设的下游测点目标总压恢复系数对可调式畸变发生器的各个合页的开合角度进行甄别，筛选出其中完全打开和完全关闭的合页，并将剩余的合页作为调节集合；