一種基于控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)部件建模方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)部件建模方法,通過(guò)構(gòu)建動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)A和動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)B兩種方式的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)，在實(shí)現(xiàn)Pascal、C/C++以及M三種編程語(yǔ)言之間數(shù)據(jù)銜接，同時(shí)保證高度可定制的通用特性，為GasTurb下的航空發(fā)動(dòng)機(jī)總體性能分析過(guò)渡到MATLAB下的控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)提供簡(jiǎn)便的交互途徑，實(shí)現(xiàn)總體性能分析與控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)兩個(gè)環(huán)節(jié)的銜接，提高部門(mén)間交互效率；這種通過(guò)動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)在控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)MATLAB下直接調(diào)用發(fā)動(dòng)機(jī)總體性能分析平臺(tái)GasTurb下的部件級(jí)動(dòng)態(tài)模型的方法，可避免控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)下的重復(fù)建模過(guò)程，降低了控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)下航空發(fā)動(dòng)機(jī)部件級(jí)模型建模工作量及出現(xiàn)潛在錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種基于控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)部件建模方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及航空發(fā)動(dòng)機(jī)建模與仿真領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及一種基于控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)部件建模方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在航空發(fā)動(dòng)機(jī)總體性能分析領(lǐng)域，GasTurb軟件可執(zhí)行包含渦噴、渦扇、渦軸、渦槳在內(nèi)多種類(lèi)型的發(fā)動(dòng)機(jī)靜/動(dòng)態(tài)仿真計(jì)算，具有良好的人機(jī)界面、優(yōu)秀的仿真精度、完備的壓氣機(jī)/渦輪特性圖處理等配套輔助工具，在該領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用與認(rèn)可。而在發(fā)動(dòng)控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)領(lǐng)域，MATLAB及其Simulink建模仿真工具包、Control System控制工具包、Real-time Workshop實(shí)時(shí)代碼轉(zhuǎn)化工具包等配套工具,組成了可快速實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)的圖形化仿真平臺(tái)。
[0003]為了滿足航空發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)模型的需求，在文獻(xiàn)“基于MATLAB/SMULINK的航空發(fā)動(dòng)機(jī)建模與仿真研究”(航空動(dòng)力學(xué)報(bào)，2007，Vol.22 (12)，p2134_2138)中，提出了一種在控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)MATLAB下構(gòu)建航空發(fā)動(dòng)機(jī)部件級(jí)模型的方法，該方法在控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)下利用SIMULINK的模塊庫(kù)和S函數(shù)復(fù)現(xiàn)總體性能分析平臺(tái)下發(fā)動(dòng)機(jī)模型程序的功能，整個(gè)建模過(guò)程相當(dāng)于控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員在控制平臺(tái)下，重復(fù)進(jìn)行總體性能分析人員在發(fā)動(dòng)機(jī)性能分析平臺(tái)下已經(jīng)完成的建模工作。由于控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員不擅長(zhǎng)按照發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)在的氣動(dòng)熱力學(xué)規(guī)律建立其數(shù)學(xué)模型，因此該建模方法增加了工作量、降低了部門(mén)間交互效率，而且容易出現(xiàn)潛在錯(cuò)誤。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有控制用發(fā)動(dòng)機(jī)模型建模工作量大，且交互效率低的缺陷，避免建模過(guò)程出現(xiàn)潛在錯(cuò)誤，本發(fā)明提出一種基于控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)部件建模方法；這種通過(guò)動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)在控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)MATLAB下直接調(diào)用發(fā)動(dòng)機(jī)總體性能分析平臺(tái)GasTurb下的部件級(jí)動(dòng)態(tài)模型的方法，可避免控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)下的重復(fù)建模過(guò)程，有效地降低了控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員的工作量及出現(xiàn)潛在錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)。
[0005]本發(fā)明一種基于控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)部件建模方法，其特征在于包括以下步驟:
[0006]步驟1.Delphi下建立動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)A ;在GasTurb的Pascal語(yǔ)言源代碼基礎(chǔ)上定位GasTurb源代碼中用于部件級(jí)動(dòng)態(tài)模型計(jì)算的功能函數(shù)，添加必要的代碼完成發(fā)動(dòng)機(jī)部件級(jí)動(dòng)態(tài)模型計(jì)算程序，在Delphi平臺(tái)下利用Delphi的DLL程序框架進(jìn)行編譯生成建立擴(kuò)展名為DLL的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)A ；
[0007]步驟2.MATLAB下建立動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)B ;在MATLAB/Simulink提供的S函數(shù)模版的基礎(chǔ)上，以C/C++語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)模型S函數(shù)主體計(jì)算程序、與動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)A的輸入/輸出接口程序、與Simulink模塊輸入/輸出接口程序，在MATLAB中建立擴(kuò)展名為MEXW32的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)B ；
[0008]步驟3.688X111-13軟件下生成發(fā)動(dòng)機(jī)模型配置文件；在軟件下根據(jù)總體性能需求，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)模型參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并將模型參數(shù)保存，得到相應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)模型配置文件；
[0009]步驟4.嫩11^8/31皿111成下發(fā)動(dòng)機(jī)部件級(jí)動(dòng)態(tài)模型庫(kù)；在得到動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)八、動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)8以及發(fā)動(dòng)機(jī)模型配置文件后，通過(guò)動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)8對(duì)動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)匕及發(fā)動(dòng)機(jī)模型配置文件的調(diào)用，實(shí)現(xiàn)在嫩11^8/31皿111成中以圖形化模塊方式直接調(diào)用的發(fā)動(dòng)機(jī)部件級(jí)動(dòng)態(tài)模型，實(shí)現(xiàn)在控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)嫩11八8下建立航空發(fā)動(dòng)機(jī)部件級(jí)模型。
[0010]有益效果
[0011]本發(fā)明提出的一種基于控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)部件建模方法，通過(guò)構(gòu)建動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)八和動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)8兩種方式的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)，在實(shí)現(xiàn)以及1三種編程語(yǔ)言之間數(shù)據(jù)銜接的同時(shí)，保證其高度可定制的通用特性，為下的航空發(fā)動(dòng)機(jī)總體性能分析過(guò)渡到嫩扎仙下的控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)提供一種簡(jiǎn)便的交互途徑，實(shí)現(xiàn)總體性能分析與控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)兩個(gè)環(huán)節(jié)的無(wú)縫銜接，提高部門(mén)間交互效率這種通過(guò)動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)在控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)嫩下直接調(diào)用發(fā)動(dòng)機(jī)總體性能分析平臺(tái)下的部件級(jí)動(dòng)態(tài)模型的方法，可避免控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)下的重復(fù)建模過(guò)程，有效地降低了控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)下航空發(fā)動(dòng)機(jī)部件級(jí)模型建模工作量及出現(xiàn)潛在錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明一種基于控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)部件建模方法作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0013]圖1為動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)流程圖。
[0014]圖2為過(guò)渡態(tài)初始化函數(shù)流程圖。
[0015]圖3為過(guò)渡態(tài)計(jì)算函數(shù)流程圖。
[0016]圖4為和嫩11^8/31皿111吐下民用渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)模型的過(guò)渡態(tài)仿真結(jié)果；
[0017](^)高壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速㈦高壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速相對(duì)誤差⑷低壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速
[0018]((1)低壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速相對(duì)誤差(6)發(fā)動(dòng)機(jī)推力化)發(fā)動(dòng)機(jī)推力相對(duì)誤差。

【具體實(shí)施方式】
[0019]本實(shí)施例是一種基于控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)部件建模方法。
[0020]參閱圖1?圖4，基于控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)部件建模方法，以的語(yǔ)言源代碼為基礎(chǔ)，添加必要的代碼，在06141平臺(tái)下建立擴(kuò)展名為01的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)八。以0/0+方式的3函數(shù)接口技術(shù)在嫩中建立擴(kuò)展名為腿)(132的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)8。通過(guò)動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)8對(duì)動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)八及發(fā)動(dòng)機(jī)模型配置文件的調(diào)用，實(shí)現(xiàn)在嫩！'1^8/81111111111^中以圖形化模塊方式直接調(diào)用6^181111*13的發(fā)動(dòng)機(jī)部件級(jí)動(dòng)態(tài)模型。其中，動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)纟包含發(fā)動(dòng)機(jī)部件級(jí)動(dòng)態(tài)模型計(jì)算函數(shù)，但不包含模型參數(shù)；動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)8包含3函數(shù)主體計(jì)算程序、調(diào)用動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)4需要的輸入丨輸出接口、與嫩11^8/31皿111成模塊交互輸入/輸出接口 ；發(fā)動(dòng)機(jī)模型配置文件由設(shè)計(jì)生成，包含動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)纟需要的各種模型參數(shù)，并可根據(jù)需要隨時(shí)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的各種參數(shù)進(jìn)行訪問(wèn)或修改。
[0021]步驟1，0611)111下建立動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)八
[0022]動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)A中包含發(fā)動(dòng)機(jī)配置文件讀取程序、發(fā)動(dòng)機(jī)部件級(jí)動(dòng)態(tài)模型計(jì)算程序、與動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)B的輸入/輸出接口程序，由Pascal語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn),在Delphi平臺(tái)下編譯生成；具體實(shí)現(xiàn)方式如下:
[0023](I)定位GasTurb源代碼中用于部件級(jí)動(dòng)態(tài)模型計(jì)算的功能函數(shù)，主要包括:
[0024](a)配置文件讀取函數(shù)ReadEngineModel，可讀取發(fā)動(dòng)機(jī)模型配置文件中發(fā)動(dòng)機(jī)性能參數(shù)，供后續(xù)模型計(jì)算程序使用；
[0025](b)設(shè)計(jì)點(diǎn)計(jì)算函數(shù)Engine_cycle,完成設(shè)計(jì)點(diǎn)計(jì)算功能，為非設(shè)計(jì)點(diǎn)計(jì)算提供初始值；
[0026](c)初始化過(guò)渡態(tài)函數(shù)InitializeTransit1n,完成對(duì)過(guò)渡態(tài)計(jì)算的參數(shù)初始化功能；
[0027](d)過(guò)渡態(tài)計(jì)算函數(shù)calculate_transient_point,按照控制指令完成過(guò)渡態(tài)計(jì)算功能。
[0028](2)在(I)中功能函數(shù)的基礎(chǔ)上，添加必要的代碼，完成發(fā)動(dòng)機(jī)部件級(jí)動(dòng)態(tài)模型計(jì)算程序，計(jì)算程序包含3個(gè)函數(shù)，過(guò)渡態(tài)初始化函數(shù)、過(guò)渡態(tài)計(jì)算函數(shù)、釋放內(nèi)存函數(shù)；
[0029](a)過(guò)渡態(tài)初始化函數(shù)Transit1nInitialize ;主要完成對(duì)指定發(fā)動(dòng)機(jī)類(lèi)型、配置文件以及外部輸入情況下的過(guò)渡態(tài)初始化，只在模型計(jì)算開(kāi)始階段運(yùn)行一次；在原有初始化過(guò)渡態(tài)函數(shù)InitializeTransit1n的基礎(chǔ)上,采用迭代修正概念，以設(shè)計(jì)點(diǎn)為初始值進(jìn)行逐步賦值，直至逼近外部輸入，實(shí)現(xiàn)主燃油流量作為輸入的過(guò)渡態(tài)計(jì)算初始化；需要說(shuō)明的是給定配置文件中的控制值函數(shù)evaluate_pilot_input部分,是指在GasTurb軟件中已設(shè)定的放氣、引氣、變幾何的開(kāi)環(huán)控制規(guī)律并保存在模型配置文件中，在進(jìn)行過(guò)渡態(tài)計(jì)算時(shí)，如果后面的外部輸入中沒(méi)有對(duì)其相應(yīng)參數(shù)進(jìn)行重新賦值，那么，這些可控量按配置文件中的控制規(guī)律工作。這不僅可確保已設(shè)計(jì)的控制規(guī)律體現(xiàn)在MATLAB中，而且可通過(guò)提供的接口隨時(shí)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)；
[0030](b)過(guò)渡態(tài)計(jì)算函數(shù)Transit1nState ;根據(jù)配置文件中的控制規(guī)律以及外部輸入進(jìn)行過(guò)渡態(tài)計(jì)算，每個(gè)采樣時(shí)間運(yùn)行一次；
[0031](c)釋放內(nèi)存函數(shù)Transit1nFree ;主要將模型計(jì)算程序所分配的內(nèi)存空間進(jìn)行釋放，模型計(jì)算終止階段運(yùn)行一次。
[0032](3)定義與動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)B的輸入/輸出接口 ；定義與動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)B對(duì)應(yīng)的輸入/輸出接口結(jié)構(gòu)體，其中基本輸入/輸出參數(shù)、非設(shè)計(jì)點(diǎn)輸入/輸出參數(shù)的定義完全對(duì)應(yīng)于GasTurb程序配置文件(*.NMS)中相應(yīng)參數(shù)，并增加主燃油流量與仿真步長(zhǎng)作為額外輸入；通過(guò)與動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)B之間約定的參數(shù)傳遞方案，在不改變動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)A的情況下，實(shí)現(xiàn)輸入接口自定義配置。
[0033](4)利用Delphi的DLL程序框架進(jìn)行編譯生成動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)A ；
[0034](a)在Delphi平臺(tái)下創(chuàng)建library工程文件；
[0035](b)在工程文件下添加(2)中過(guò)渡態(tài)初始化函數(shù)、過(guò)渡態(tài)計(jì)算函數(shù)、釋放內(nèi)存函數(shù)程序代碼；
[0036](c)在exports子句中將上述函數(shù)列出，以輸出供其它應(yīng)用程序使用；
[0037](d)利用Delphi平臺(tái)將library工程文件編譯生成擴(kuò)展名為DLL的文件，即動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)A。
[0038]步驟2，^11^8下建立動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)8
[0039]動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)8中包含3函數(shù)主體計(jì)算程序、與動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)八的輸入/輸出接口程序、與31皿111成模塊輸入/輸出接口程序，在嫩11^8/31皿111成提供的3函數(shù)模版的基礎(chǔ)上完成，由(:/0+語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn)，在嫩11八8平臺(tái)下編譯生成；具體實(shí)現(xiàn)方式如下:
[0040](1)在3函數(shù)聲明段，定義與動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)4對(duì)應(yīng)的輸入/輸出接口結(jié)構(gòu)體，以確保參數(shù)傳遞的正確性；
[0041](2)在3函數(shù)模版函數(shù)0(113仏代中添加以下程序:
[0042](^)按照與動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)八約定的參數(shù)傳遞方案對(duì)基本輸入?yún)?shù)和非設(shè)計(jì)點(diǎn)輸入?yún)?shù)賦初值888888 ；
[0043]⑶通過(guò)#11(10^八?I函數(shù)實(shí)現(xiàn)(:/0+調(diào)用動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)4中功能函數(shù)；其中，108(111131-81-7用于裝載包含動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)八的01文件并獲取其句柄用于獲取相關(guān)功能函數(shù)的指針，從而實(shí)現(xiàn)將動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)八中的函數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)?:/0+下的函數(shù)；
[0044](0)確定發(fā)動(dòng)機(jī)類(lèi)型、配置文件名以及文件安裝路徑；通過(guò)指定發(fā)動(dòng)機(jī)類(lèi)型、配置文件名以及文件安裝路徑，可讓動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)4的功能函數(shù)根據(jù)相應(yīng)配置實(shí)現(xiàn)不同類(lèi)型發(fā)動(dòng)機(jī)的性能計(jì)算；
[0045](3)在3函數(shù)模版函數(shù)111(110111:1)111:8中，定義動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)8所需的31皿111成模塊輸入/輸出接口，并添加部件級(jí)動(dòng)態(tài)模型主體計(jì)算程序代碼；動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)4中所提供的輸入/輸出接口非常完備，但在一般情況下，諸多輸入?yún)?shù)并不需要改變，也無(wú)需考量所有輸出參數(shù)；為此，可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求自定義31皿111成模塊下的發(fā)動(dòng)機(jī)輸入/輸出接口，并完成與動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)八的參數(shù)傳遞方案；
[0046](4)在 3 函數(shù)模版函數(shù) 111(1110:01111181:6 中，添加函數(shù)！'(1:1116)和
碰0(11116)，以釋放計(jì)算所占內(nèi)存空間和句柄；
[0047](5)根據(jù)3函數(shù)接口技術(shù)進(jìn)行編譯實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)8 ；動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)8可在
中以圖形化模塊方式直接調(diào)用。
[0048]步驟3，688X111-13軟件下生成發(fā)動(dòng)機(jī)模型配置文件
[0049]在軟件下根據(jù)總體性能需求，在選定的發(fā)動(dòng)機(jī)類(lèi)型相應(yīng)的模型配置示例06.110文件基礎(chǔ)上對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)模型設(shè)計(jì)點(diǎn)、非設(shè)計(jì)點(diǎn)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并最終生成所需的發(fā)動(dòng)機(jī)模型配置文件。
[0050]步驟4，嫩！'1^8/31皿1111^下發(fā)動(dòng)機(jī)部件級(jí)動(dòng)態(tài)模型庫(kù)
[0051]在得到動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)八，動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)8，以及相應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)模型配置文件的情況下，對(duì)31皿111成及3函數(shù)源文件的輸入/輸出接口進(jìn)行簡(jiǎn)單定義，即可快速得到可在嫩11^8/31皿111成下直接調(diào)用的各種類(lèi)型發(fā)動(dòng)機(jī)部件級(jí)動(dòng)態(tài)模型；從而在嫩平臺(tái)下構(gòu)建了用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)管理與控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的包含渦噴、渦扇、渦軸、渦槳在內(nèi)22種發(fā)動(dòng)機(jī)類(lèi)型的部件級(jí)模型庫(kù)。
[0052]需要說(shuō)明的是，模型庫(kù)中的模型采用的均為軟件自帶的模型配置示例06.110文件，用戶在使用其中某個(gè)模型時(shí)需要根據(jù)自己的實(shí)際需求，對(duì)模型配置文件進(jìn)行個(gè)性化的自定義配置。
[0053]為進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的效果，下面通過(guò)民用大涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)建模實(shí)例，來(lái)驗(yàn)證本發(fā)明方法的有效性。
[0054]采用本發(fā)明建模方法，可初步設(shè)計(jì)并建立能在一定程度上代表大涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)與過(guò)渡態(tài)特性的發(fā)動(dòng)機(jī)模型。
[0055]首先，按照本發(fā)明方法得到動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)八和動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)8；然后，在對(duì)國(guó)產(chǎn)民用渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)性能需求進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，在平臺(tái)下初步設(shè)計(jì)得到150座干線客機(jī)用、14噸推力級(jí)、民用大涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)模型，并將模型參數(shù)保存在模型配置文件
116)中；最后，通過(guò)對(duì)動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)八、動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)8和模型配置文件(3118忖.1^0的調(diào)用，在嫩扎仙/義皿111成下得到所需民用渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)部件級(jí)模型，可作為發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)。
[0056]基于本發(fā)明建模方法高度可定制的通用特性，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)總體部門(mén)給出民用渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)更詳細(xì)的設(shè)計(jì)參數(shù)及部件特性后，可根據(jù)需要隨時(shí)對(duì)民用渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)模型配置文件
蚱?.中的發(fā)動(dòng)機(jī)各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行訪問(wèn)并修改。
[0057]如圖4所示，為了驗(yàn)證嫩幾仙/義皿111成下民用渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)部件級(jí)模型的正確性，在相同的輸入條件下，分別對(duì)和嫩下的民用渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)模型進(jìn)行穩(wěn)態(tài)與過(guò)渡態(tài)仿真。這里僅給出巡航狀態(tài)，高度為11—、馬赫數(shù)為0.8情況下，和嫩11八8下模型的過(guò)渡態(tài)仿真結(jié)果。仿真結(jié)果表明，兩者相對(duì)誤差小于0.01%。該誤差可歸因于在調(diào)用動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)的過(guò)程中存在單精度實(shí)數(shù)與雙精度實(shí)數(shù)的相互轉(zhuǎn)換問(wèn)題。由于量級(jí)很小，完全不影響后續(xù)的實(shí)際應(yīng)用。仿真結(jié)果驗(yàn)證了嫩扎仙/義皿111成下民用渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)模型的有效性。
【權(quán)利要求】
1.一種基于控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)部件建模方法，其特征在于:包括以下步驟: 步驟1.Delphi下建立動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)A ;在GasTurb的Pascal語(yǔ)言源代碼基礎(chǔ)上定位GasTurb源代碼中用于部件級(jí)動(dòng)態(tài)模型計(jì)算的功能函數(shù)，添加必要的代碼完成發(fā)動(dòng)機(jī)部件級(jí)動(dòng)態(tài)模型計(jì)算程序，在Delphi平臺(tái)下利用Delphi的DLL程序框架進(jìn)行編譯生成建立擴(kuò)展名為DLL的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)A ; 步驟2.MATLAB下建立動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)B ;在嫩1'^^/5加111丨1^提供的S函數(shù)模版的基礎(chǔ)上，以C/C++語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)模型S函數(shù)主體計(jì)算程序、與動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)A的輸入/輸出接口程序、與Simulink模塊輸入/輸出接口程序，在MATLAB中建立擴(kuò)展名為MEXW32的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)B ； 步驟3.GasTurb軟件下生成發(fā)動(dòng)機(jī)模型配置文件；在GasTurb軟件下根據(jù)總體性能需求，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)模型參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并將模型參數(shù)保存，得到相應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)模型配置文件；步驟4.MATLAB/Simulink下發(fā)動(dòng)機(jī)部件級(jí)動(dòng)態(tài)模型庫(kù)；在得到動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)A、動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)B以及發(fā)動(dòng)機(jī)模型配置文件后，通過(guò)動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)B對(duì)動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)A及發(fā)動(dòng)機(jī)模型配置文件的調(diào)用，實(shí)現(xiàn)在MATLAB/Simulink中以圖形化模塊方式直接調(diào)用GasTurb的發(fā)動(dòng)機(jī)部件級(jí)動(dòng)態(tài)模型，實(shí)現(xiàn)在控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)MATLAB下建立航空發(fā)動(dòng)機(jī)部件級(jí)模型。
【文檔編號(hào)】G05B17/02GK104375421SQ201410686811
【公開(kāi)日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月24日
【發(fā)明者】郭迎清, 張書(shū)剛, 孫浩 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)