压气机失速信号及在线辨识算法研究

摘要

通过研究一台低速轴流压气机不同进气条件下失速起始特征以及三台典型高速轴流压气机不同转速下旋转失速/喘振的发展情况，获得轴流压气机旋转失速/喘振的起始特征，并以此为基础，发展相应的压气机失速在线辨识软件。
　　分析了低速轴流压气机在均匀进气和旋流畸变进气条件下压气机失速起始的特征，结果表明：（1）该压气机失速起始类型为模态波，不同进气条件不会影响失速起始类型；（2）旋流畸变在压气机进口产生较大的切向气流角，使其更易失速，畸变器叶片安装角越大，旋流转角越大，从失速起始到完全失速所用的时间越短。(3)针对低速轴流压气机，由于失速之前模态波信号明显，且幅值逐渐增大，因此通过给定适当的阀值，当监测点扰动超过阀值时，即认为压气机即将进入失速，从而实现在线辨识的目的。
　　研究了三台典型高速轴流压气机旋转失速/喘振起始特征，结果表明：（1）三台压气机失速发展情况有所差异，出口相对较早地检测到失速，对于在线辨识来说，应布置测点进行信号捕捉。（2）失速前出现类似模态波规律的压力幅值波动信号，且随流量减小其幅值不断增大。一旦信号出现突增，压气机很快就进入了失速。（3）在接近设计转速时，压气机进口出现失速起始信号，且最先进入失速。（4）在偏离设计转速且转速较低时，因进口气流首先作用于一级转子叶排，随流量减小，一级转子叶排首先发生分离，进入失速，然后向进口和出口发展。
　　基于上述研究，开发了压气机失速在线辨识算法软件，软件中所用的算法运算简单、运算量小且运算速度快，能够尽可能早地捕捉到失速信号。将所获得的失速发展特征作为阀值参考标准，嵌入到失速在线辨识算法中，以此为压气机即将进入失速的标准。对采样周期内所采集到的数据进行处理判断，一旦达到设定的阀值标准，即发出报警预报。

目录

声明

注释表

缩略词

第一章 绪 论

1.1研究背景和意义

1.2国内外研究的发展现状

1.3本文的主要研究内容

第二章 试验介绍

2.1试验对象

2.2旋流畸变发生器设计

2.3稳/动态数据测量和采集系统

第三章 低速轴流压气机失速起始研究

3.1旋流转角分析

3.2失速起始信号分析

3.3失速发展过程分析

3.4 本章小结

第四章 高速轴流压气机失速起始研究

4.1某单级高速轴流压气机失速起始研究

4.2两级高速轴流压气机失速起始研究

4.3四级高速轴流压气机失速起始研究

4.4本章小结

第五章 压气机失速在线辨识算法研究

5.1压气机失速在线辨识算法介绍

5.2压气机失速在线辨识软件

5.3本章小结

第六章 总结与展望

6.1总结

6.2展望

参考文献

致谢

在校期间的研究成果及发表的学术论文