CN114021370A - 一种基于状态监测系统的间冷燃气轮机实时仿真系统 - Google Patents

Abstract

本申请属于间冷燃气轮机性能监测技术领域，特别涉及一种基于状态监测系统的间冷燃气轮机实时仿真系统。包括：燃气轮机、系统客户端、仿真模型以及服务器。服务器与燃气轮机连接；其中，在在线状态下，所述服务器用于接收燃气轮机运行时传输的试验数据，试验数据包括台架数据以及机载数据，在收到试验数据后，所述服务器一方面将试验数据实时存储到数据库中，另一方面实时传送输入参数调用所述仿真模型，并接收所述仿真模型返回的仿真数据；所述服务器还用于将所述试验数据以及所述仿真数据实时同步到所述系统客户端。本申请可真实的模拟燃气轮机实际工作过程，预测全流程参数并且评估燃机性能，为航改燃机的研制提供技术保障与理论支撑。

Description

一种基于状态监测系统的间冷燃气轮机实时仿真系统

技术领域

本申请属于间冷燃气轮机性能监测技术领域，特别涉及一种基于状态监测系统的间冷燃气轮机实时仿真系统。

背景技术

航空燃气涡轮发动机经改型可应用于船舶推进、发电和机械驱动等领域。间冷循环燃气轮机是通过在高低压压气机之间增加间冷器来降低高压进口温度并提高压比，进而提高燃机的输出功率。间冷燃气轮机试车状态实时监测系统是将机载系统和地面子系统相关功能集成，在不改变现有控制系统状态前提下，通过采集数据，对整机状态进行实时监测。仿真技术作为通用技术，可引导研制、缩短研制周期并降低成本，已成为高性能动力系统研制的重要手段之一。

目前，现有技术中还没有开展过航改燃气轮机在线实时仿真模拟工作，主要还是离线的燃机稳态性能计算和动态仿真。但是离线的燃机稳态性能计算和动态仿真存在如下不足：

技术方面：燃机稳态性能计算不能表达燃机动态性能，而离线动态仿真不能及时跟踪燃机动态运行状态；

成本与效率方面：燃机离线仿真不能实时且快速的跟踪燃机状态，因此对于及时获取燃机性能的效率较低，并且对现场的感觉与理解有一定的差距。

发明内容

为了解决上述技术问题至少之一，本申请提供了一种基于状态监测系统的间冷燃气轮机实时仿真系统。

本申请公开了一种基于状态监测系统的间冷燃气轮机实时仿真系统，包括：

燃气轮机；

系统客户端；

仿真模型；

服务器，与所述燃气轮机连接；

其中，在在线状态下，所述服务器用于接收所述燃气轮机运行时传输的试验数据，所述试验数据包括台架数据以及机载数据，在收到试验数据后，所述服务器一方面将试验数据实时存储到数据库中，另一方面实时传送输入参数调用所述仿真模型，并接收所述仿真模型返回的仿真数据；

所述服务器还用于将所述试验数据以及所述仿真数据实时同步到所述系统客户端。

根据本申请的至少一个实施方式，在离线状态下，所述服务器还用于从所述数据库中读取试验数据，并将所述试验数据以及所述仿真数据实时同步到所述系统客户端。

根据本申请的至少一个实施方式，在在线实时仿真前，对所述仿真模型进行校准，确保仿真精度，经回放测试运行不畅或精度不满足要求时，返回重新对所述仿真模型进行修正后，再开展在线实时仿真工作。

根据本申请的至少一个实施方式，当仿真数据与试验数据不一致时，通过增加所述仿真模型的调用间隔来提高仿真速度。

本申请至少存在以下有益技术效果：

本申请的基于状态监测系统的间冷燃气轮机实时仿真系统，对比离线仿真模拟，在线实时仿真方案开阔了航改燃气轮机性能专业的视野，提升了性能动态仿真技术能力；同时，提升了设计人员的目标感，缩短设计与试验间隔，拉近现实与抽象的距离，提高燃机性能分析工作效率，并为进一步的健康管理系统方案的开发打下基础。

附图说明

图1是本申请一个实施方式的基于状态监测系统的间冷燃气轮机实时仿真系统架构图；

图2是本申请一个实施方式的离线状态下基于状态监测系统的间冷燃气轮机实时仿真系统架构图；

图3是本申请一个实施方式的离线状态下数据回放流程图。

具体实施方式

为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施例进行详细说明。

需要理解的是，在本申请的描述中可能涉及到的技术术语，例如“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

下面结合附图1-图3对本申请的做进一步详细说明。

本申请公开了一种基于状态监测系统的间冷燃气轮机实时仿真系统，包括：燃气轮机、系统客户端、仿真模型以及服务器。

参见图1，服务器与燃气轮机连接；在在线状态下，服务器用于接收燃气轮机运行时传输的试验数据，试验数据包括台架数据以及机载数据，在收到试验数据后，服务器一方面将试验数据实时存储到数据库中，另一方面实时传送输入参数调用仿真模型，并接收仿真模型返回的仿真数据；服务器还用于将试验数据以及仿真数据实时同步到系统客户端。

本申请的基于状态监测系统的间冷燃气轮机实时仿真系统，在线数据可在工作站的系统客户端进行实时调取分析，也可在安装系统软件的客户端计算机上进行离线事后分析。其中，实时获取的试验数据包括台架数据以及机载数据。在燃气轮机运行中，燃气轮机能够将试验数据实时传给服务器。服务器一方面将试验数据实时存储在数据库中；另一方面实时传送输入参数调用仿真模型，并将仿真模型的输出参数传回服务器。最后，服务器将试验数据以及仿真数据实时同步到系统客户端。

本申请的基于状态监测系统的间冷燃气轮机实时仿真系统，为方便仿真模型调试并节省试验资源，还原实际现场并模拟真实仿真环境，开发离线实时仿真技术流程如图2-3。在离线状态下，服务器还用于从数据库中读取试验数据，并将试验数据以及仿真数据实时同步到系统客户端。离线实时仿真可用来在停机时段调试和测试仿真模型，并可实现从数据库读取数据(台架和机载数据源)，解析数据并发送到服务器功能，进而与仿真对比并同步显示在系统客户端。

本申请的基于状态监测系统的间冷燃气轮机实时仿真系统，在在线实时仿真前，对仿真模型进行校准，确保仿真精度，经回放测试运行不畅或精度不满足要求时，返回重新对仿真模型进行修正后，再开展在线实时仿真工作。

本申请的基于状态监测系统的间冷燃气轮机实时仿真系统，在实时仿真调试中，需协调好仿真模型的调用间隔与仿真步长的关系。当仿真数据与试验数据不一致时，通过增加仿真模型的调用间隔来提高仿真速度。

本申请的基于状态监测系统的间冷燃气轮机实时仿真系统，在燃气轮机运行的同时，同步开展仿真模拟活动，现场实时提供燃气轮机状态信息。在线实时仿真作为燃气轮机研制过程中技术谱系的一部分，可真实的模拟燃气轮机实际工作过程，预测全流程参数并且评估燃机性能，为航改燃机的研制提供技术保障与理论支撑，通过流程梳理与框架搭建开展对试车现场燃机性能状态实时仿真的研究。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种基于状态监测系统的间冷燃气轮机实时仿真系统，其特征在于，包括：

燃气轮机；

系统客户端；

仿真模型；

服务器，与所述燃气轮机连接；

其中，在在线状态下，所述服务器用于接收所述燃气轮机运行时传输的试验数据，所述试验数据包括台架数据以及机载数据，在收到试验数据后，所述服务器一方面将试验数据实时存储到数据库中，另一方面实时传送输入参数调用所述仿真模型，并接收所述仿真模型返回的仿真数据；

所述服务器还用于将所述试验数据以及所述仿真数据实时同步到所述系统客户端。

2.根据权利要求1所述的基于状态监测系统的间冷燃气轮机实时仿真系统，其特征在于，在离线状态下，所述服务器还用于从所述数据库中读取试验数据，并将所述试验数据以及所述仿真数据实时同步到所述系统客户端。

3.根据权利要求2所述的基于状态监测系统的间冷燃气轮机实时仿真系统，其特征在于，在在线实时仿真前，对所述仿真模型进行校准，确保仿真精度，经回放测试运行不畅或精度不满足要求时，返回重新对所述仿真模型进行修正后，再开展在线实时仿真工作。

4.根据权利要求3所述的基于状态监测系统的间冷燃气轮机实时仿真系统，其特征在于，当仿真数据与试验数据不一致时，通过增加所述仿真模型的调用间隔来提高仿真速度。

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