第18卷第3期航空動力學報Vol 18 No. 3003年月Journal of Aerospace Power文章編號:100080520033-0458-04航空發(fā)動機試車三分鐘事件記錄與回放楊訓西北工業(yè)大學航空動力與熱力工程系陜西西安710072)摘要:航空發(fā)動機試車計算機輔助試驗系統(tǒng)中開發(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現了該功能并已投入了某型航空發(fā)動機試車實驗使用。關鍵詞:航空、航天推進系統(tǒng);航空發(fā)動機試車;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)動機試車計算機輔助試驗系航空發(fā)動機試車屬于風險試驗項目。高溫、統(tǒng)1-3中開發(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(tǒng)、潤滑有意義的。系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)故障、氣動參數失調或是試車人員三分鐘事件記錄與回放是指在航空發(fā)動機試操作失誤的情況下短時間內就可能造成發(fā)動機車過程中連續(xù)循環(huán)記錄三分鐘時間段內發(fā)動機部件甚至整臺發(fā)動機的損害。由于試車過程的復的工作參數,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,試車人員難以仔細觀故障等統(tǒng)稱為事件)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,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。目前國外開發(fā)的航空發(fā)動難以重現這給分析事件發(fā)生的原因帶來了極大機試車系統(tǒng)中已經具備了此項功能但在國內自行研制的試車系統(tǒng)中尚未具備該功能。有鑒于屬于試車中的非正常情況表征著事件的發(fā)生。此我們在最新研制的航空發(fā)動機試車計算機輔2.3數據記錄方案助試驗系統(tǒng)中開發(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中的方案2總體方案設計以存儲150個數據為例,若數據刷新周期0.2s,記錄三分鐘數據每個數據為浮點單精度數據占2.1三分鐘事件記錄的內容4個字節(jié)則數據量大小為150×60×3×4/0.2=記錄下來的數據應該要能完整描述發(fā)動機的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空間都很大的情況下在內存中開辟這樣一該包括發(fā)動機本身和車臺設備的測量參數和各個個空間來存儲數據是完全可行的。開辟這樣一個開關量的工作狀態(tài)內存空間后所有的數據刷新工作都在該內存區(qū)2.2事件模型的建立中進行。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數據最后時刻的數據自動刷新最早時刻建立不好則可能會發(fā)生誤判、漏判現象。事件模的數據,一旦事件發(fā)生則繼續(xù)刷新半分鐘的數型的建立是一個較為復雜的過程;它跟試車工作據最后保存到硬盤上。這樣即可把事件發(fā)生前密切相關往往不能一次就建立一個優(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,它需要在實際試車中反復調整才能最終定來需要回放時再從硬盤中讀出數據。數據在硬盤中可以保存為數據文件格式也可以保存在數對于不同類型的發(fā)動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型的發(fā)動機其事件模型為數據的保存格式。文件名可以采用發(fā)動機號不會完全相同。但總體說來事件模型可以由以+年+月+日+時+分的格式便于以后查詢回下三個內容組成放。這種方案的優(yōu)點在于充分利用了系統(tǒng)中的計1)穩(wěn)態(tài)測量參數的極值控制算機資源使用軟件即可實現而不用增加任何新對于某些非常重要的參數在發(fā)動機試車工硬件。藝中往往具有嚴格的工作范圍限制,一旦發(fā)動機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。如排氣溫度過高會導致渦輪葉片的燒傷;事件發(fā)生和發(fā)展的過程以幫助進行事故分析?；蛪毫^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(tǒng)中設計有數據回放和曲線回放兩種回放方式值則定義事件發(fā)生(2)狀態(tài)的過程控制在數據回放方式中回放的數據在原來的參在航空發(fā)動機試車中的動態(tài)過程如發(fā)動機數顯示位置依次顯示出來這樣觀察數據可以同起動停車、加速性檢查、減速性檢查、以及喘振邊為了方便使用,數據可以根據時間次序來進行順界檢查等過程中某些參數的變化可能會反映發(fā)序回放或者逆序回放,可以加快或者減慢回放的動機工作的正常與否。一旦在試車過程中這些參速度也可以在任意時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。以滿足不同的回放要求(3)突發(fā)性事件曲線回放方式能夠直觀地描述事件發(fā)生前后還有一些事件屬于突發(fā)性事件這類事件在參數的變化情況但它不便于直接從曲線上讀出參數值。為便于在回放過程中獲得曲線上點的準正常試車中很少發(fā)生但一旦發(fā)生具有極強的突確值可以通過跟蹤鼠標位置得到鼠標位置所對發(fā)性事先可能毫無征兆。如在試車過程中燃油應的當前時間從而查找出該時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。類事件。這類事件發(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回放?顯示等其他操作曲線回放事件發(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回放曲線框表示由系統(tǒng)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足功能的前發(fā)動機修理廠研制的發(fā)動機試車計算機輔助試驗提下盡量降低讀寫數據的復雜度為此我們采用系統(tǒng)中實現了此項功能并投入了生產使用。圖雙向循環(huán)鏈表4來實現數據的記錄與回放。3為利用某次試車起動過程中記錄的數據所回放雙向循環(huán)鏈表的結構可參見文獻4l它的的曲線其中粗線表左起動機電流細線表右起動個重要的特點是具有兩個指針域其中一個指機電流。根據工藝規(guī)程規(guī)定起動過程中左、右起向直接后繼另一個指向直接前趨。對于頭結點,動機電流差不得超過150A從圖3曲線中可以看其直接前趨是指向尾結點對于尾結點其直接后出在83~89s間電流差約為600A左右在起動繼是指向頭結點構成了一個循環(huán)。過程后期電流差也有300A左右遠遠超過規(guī)定在第一次記滿三分鐘前對鏈表進行的操作值可以認定事件發(fā)生。實踐證明該方法是可行是順序增加結點。增加一個結點鏈表所需進行的而且有效的。本文所討論的方法不僅可以用于操作是修改尾結點的后繼指針和頭結點的前趨指航空發(fā)動機試車中也可以用于其它一些測控系針并增加一個結點其時間復雜度僅為O(1統(tǒng)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三分鐘后鏈表不再增加結點,普遍意義。數據只需要修改原先頭結點的前趨、后繼指針數參考文獻據項和原先尾結點的后繼指針以及原先第二個結1李斌陳桂英雷勇等航空發(fā)動機試車CAT技料])航空點的前趨指針其時間復雜度也僅為O(1工程與維修1996(8)29-31在回放數據時當查找某個結點的數據時雙[2]陳桂英李斌雷勇簿航空發(fā)動機計算機輔助試驗技術研向鏈表可以順序查找也可以逆序查找。對于n究J.航空動力學報9994(4)17-420個結點的鏈表來說其時間復雜度為O(n[3]陳桂英李斌當勇等.航空發(fā)動機CAT系統(tǒng)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)鏈表來實現數據的記錄與回[41嚴萌敏吳偉民數據結構c語言版M]北京北京清華放具有算法效率高、編程簡單方便的優(yōu)點因此大學出版社997雙向循環(huán)鏈表是一個理想的數據結構。