吉林大学学报(工学版)

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基于LS-SVM的航空发动机气路参数趋势在线预测

王旭辉1,黄圣国1,曹力1,施鼎豪2,舒平2   

  1. 1.南京航空航天大学 民航学院,南京 210016; 2.中国民用航空总局 安全技术中心 航空安全研究所,北京 100028
  • 收稿日期:2007-01-23 修回日期:2007-06-16 出版日期:2008-01-01 发布日期:2008-01-01
  • 通讯作者: 黄圣国

LS-SVM based online trend prediction of gas path parameters of aero engine

Wang Xuhui1, Huang Shengguo1, Cao Li1, Shi Dinghao2, Shu Ping2   

  1. 1.College of Civil Aviation, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing, 210016, China;2.General Civil Aviation Administration of China, Center of Aviation Safety Technology, Aviation Safety Institute Technology Lab, Beijing, 100028, China
  • Received:2007-01-23 Revised:2007-06-16 Online:2008-01-01 Published:2008-01-01
  • Contact: Huang Sheng-guo

摘要: 将最小二乘向量机(LS-SVM)应用于航空发动机气路参数趋势在线预测。首先,分析了PATS系统所接收的空地数据链(ACARS)报文的特点,构建用于实时存储和解析的发动机报文并行处理系统,获取在线模型的训练样本;其次,针对实时样本,利用最终误差预报准则(FPE)确定嵌入维数,采用直接搜索法优化LS-SVM建模参数,建立了基于LS-SVM的气路参数预测模型。与航路飞机建立ACARS链接,获取发动机实时气路数据,预测气路参数变化趋势。与已有神经网络预测模型相比,具有更高的一步预测和多步预测精度。该方法解决了发动机预诊断中的数据趋势预测问题。

关键词: 航空航天推进系统, 航空发动机, 在线预测, 支持向量机, 气路参数

Abstract: The theory and algorithm of the Least Square Support Vector Machine (LSSVM) are applied in the trend forecasting of gas path parameters of aero engine. First, the protocol and content of the Aircraft Communication Addressing and Reporting System (ACARS) report are analyzed, the parallel subsystem is constructed for realtime decoding and storing the engine condition report, and the samples for online model training are acquired. Then, the Final Prediction Error (FPE) principle is used to optimize the embedding dimension, the model selection is conducted using Pattern Search Method. An online forecasting model based on the LSSVM is established. The data link between aircraft and ground is established to acquire the realtime data of the gas path. The online model and the realtime data are used to predict the trend of the gas path parameters. Comparison with the ANN model shows that both one step forecasting accuracy and multistep forecasting accuracy by the online model are higher than that by ANN model. The proposed online model is suitable for prognosis of gas turbine engine.

Key words: propulsion system of aviation and aerospace, aircraft engine, online prediction, support vector machine, gas path parameters

中图分类号: 

  • V231
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