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舰用燃气轮机气路部件性能退化的仿真研究
| 论文题名： | 舰用燃气轮机气路部件性能退化的仿真研究 |
| 关键词： | 舰船;燃气轮机;气路部件;性能退化;仿真分析 |
| 摘要： | 燃气轮机由于其体积小、重量轻、启停迅速、加速性能好、建设周期短、运行维护方便、便于控制、适宜燃用多种燃料、污染排放量小以及其噪声小不易被监测的特点而在舰船中充当主要动力，尤其近些年来在中国加强自己的海防力量的过程中，燃气轮机动力和燃气轮机—柴油机混合动力越来越广泛的应用到导弹驱逐舰、护卫舰、以及航空母舰中。燃气轮机在使用过程中面临的重要问题之一就对燃机部件性能的评估，来确保燃气轮机能够正常完成任务和减少维修费用。 本文利用GSP11软件建立起燃气轮机模型，能够进行正常工况的仿真和部件性能退化的仿真，通过非线性仿真模型得到用于燃气轮机性能计算的数学模型，进行部件性能参数退化量的计算，具体的工作内容如下： 首先，研究了GSP11软件中的部件模型简化形式和参数设置，重点研究燃气轮机部件的特性曲线的表达形式，引入中间变量优化了燃气轮机仿真的精度，针对特性曲线一般都是离散的点，对线性插值和多项式插值的对仿真的影响进行了对比。 其次，应用软件建立了双轴和三轴燃气轮机模型，将双轴燃气轮机的仿真数据与实验数据对比，验证仿真模型精度较高。在燃气轮机的部件性能退化假设的基础上，进行了三轴燃气轮机部件性能退化仿真，由仿真结果发现了性能退化初步、定性的特征。 最后，将燃气轮机非线性模型产生的性能退化数据用于BP神经网络的训练和验证；通过对非线性模型小偏差线性化得到表示测量偏差量和性能退化量关系的故障方程，通过减少计算参数得到局部的合理解，应用主成分分析法对故障方程进行降维，解决了故障方程多重共线性的问题；应用最小二乘拟合法求得线性化的燃气轮机的状态变量模型和扩展状态变量模型，设计了线性卡尔曼滤波器，求得燃气轮机的部件性能退化量。 |
| 作者： | 程学亮 |
| 专业： | 一般力学与力学基础 |
| 导师： | 徐敏强 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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