试验性能参数的相对误差计算方法、系统、设备和介质

技术领域

本发明涉及航空发动机技术领域，尤其涉及一种试验性能参数的相对误差计算方法、系统、设备和介质。

背景技术

航空发动机的研制过程是一个设计、制造、试验、修改设计的多次迭代过程，试验测试结果是验证和修改发动机设计的重要依据，也是评价发动机部件和整机性能的重要判定条件。

从航空发动机各组成部分的试验来分类，可以分为部件试验和整台发动机的整机试验，一般也将整台发动机的整机试验称为试车。根据航空发动机的构造和功能，发动机主要划分为进气道、风扇、压气机、燃烧室、涡轮和排气口几个部分；部件试验主要有进气道试验、风扇试验、压气机试验、燃烧室试验、涡轮试验、加力燃烧室试验、尾吹管试验和附件试验等，整机试验主要有整机地面试验、高空模拟试验、环境试验和飞行试验等。

其中，风扇和压气机是航空发动机的核心部件，也是面对复杂的使用环境首当其冲经受考验的重要部件。因此，风扇和压气机试验至关重要。

根据航空发动机风扇压气机试验规范，试验报告中需要对试验件的试验性能参数的相对误差进行说明，以明确试验结果的可置信性。航空发动机风扇压气机试验，特别是气动性能试验过程中，试验件的试验性能数据均由分布在试验件、试验器上的测点直接测量的数据计算得到。而直接测量的数据具有对应的误差，这些误差将最终作用于试验件的试验性能参数。

目前，航空发动机风扇压气机试验规范中给出的试验性能参数相对误差经验计算公式为理想假设下获得，存在计算试验性能参数的相对误差不够准确，无法满足实际场景需求的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中航空发动机风扇压气机试验规范中，试验性能参数相对误差经验计算公式为理想假设下获得，存在计算试验性能参数的相对误差不够准确，无法满足实际场景需求的缺陷，提供一种试验性能参数的相对误差计算方法、系统、设备和介质。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

第一方面，提供一种试验性能参数的相对误差计算方法，所述相对误差计算方法应用在航空发动机的风扇压气机中，所述风扇压气机中试验件上分布若干测点，每个所述测点对应一个直接采集通道；

所述相对误差计算方法包括：

确定参与所述试验件的试验性能参数计算的若干目标直接采集通道和对应的目标直接采集参数；

基于所述目标直接采集参数获取所述试验件的试验性能参数；

计算每个所述目标直接采集通道的所述目标直接采集参数对应的第一相对误差；

基于所述第一相对误差获取所述试验件的所述试验性能参数的目标相对误差。

较佳地，所述确定参与所述试验件的试验性能参数计算的若干目标直接采集通道和对应的目标直接采集参数的步骤之后还包括：

判断每个所述目标直接采集参数之间是否相互独立；

若是，则执行所述基于所述目标直接采集参数获取所述试验件的试验性能参数的步骤。

较佳地，所述判断每个所述目标直接采集参数之间是否相互独立的步骤具体包括：

计算任意两个所述目标直接采集参数之间的相关性；

在所有所述相关性均表征两个所述目标直接采集参数的关联度大于设定阈值时，则确定每个所述目标直接采集参数之间相互独立。

较佳地，所述目标直接采集通道包括若干个设定部件；

所述计算每个所述目标直接采集通道的所述目标直接采集参数对应的第一相对误差的步骤包括：

获取每个所述设定部件对应的引入误差；

基于所述目标直接采集参数和所述引入误差计算得到所述第一相对误差。

较佳地，所述设定部件包括测试受感部和后端采集设备；

基于所述目标直接采集参数和所述引入误差计算得到所述第一相对误差。

较佳地，所述获取每个所述设定部件对应的引入误差的步骤具体包括：

基于所述测试受感部的吹风报告获取所述测试受感部的第一引入误差；

基于所述后端采集设备的计量报告获取所述后端采集设备的第二引入误差。

较佳地，所述基于所述目标直接采集参数和所述引入误差计算得到所述第一相对误差的步骤对应的计算公式如下：

其中，

较佳地，所述基于所述第一相对误差获取所述试验件的所述试验性能参数的目标相对误差的步骤具体包括：

基于所述目标直接采集参数计算所述试验件的所述试验性能参数的相对误差系数；

基于所述第一相对误差和所述相对误差系数计算得到所述试验件的所述试验性能参数的所述目标相对误差。

较佳地，所述基于所述第一相对误差和所述相对误差系数计算得到所述试验件的所述性能参数的所述目标相对误差的步骤对应的计算公式如下：

其中，δ

较佳地，当所述试验性能参数包括压气机试验温升效率时，所述目标直接采集参数包括试验件进口总温、试验件出口总温、试验件进口总压和试验件出口总压中的至少一种。

较佳地，所述基于所述第一相对误差获取所述试验件的所述试验性能参数的目标相对误差的步骤之后还包括：

基于所述试验性能参数的目标相对误差生成评价报告。

第二方面，提供一种试验性能参数的相对误差计算系统，所述试验性能参数的相对误差计算系统应用在航空发动机的风扇压气机中，所述风扇压气机中试验件上分布若干测点，每个所述测点对应一个直接采集通道；

所述相对误差计算系统包括：

采集参数确定模块，用于确定参与所述试验件的试验性能参数计算的若干目标直接采集通道和对应的目标直接采集参数；

性能参数获取模块，用于基于所述目标直接采集参数获取所述试验件的试验性能参数；

第一相对误差计算模块，用于计算每个所述目标直接采集通道的所述目标直接采集参数对应的第一相对误差；

目标相对误差计算模块，用于基于所述第一相对误差获取所述试验件的所述试验性能参数的目标相对误差。

第三方面，提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行计算机程序时实现上述任一所述的试验性能参数的相对误差计算方法。

第四方面，提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序在由处理器执行时实现上述任一所述的试验性能参数的相对误差计算方法。

本发明的积极进步效果在于：

本申请的试验性能参数的相对误差计算方法，通过确定参与试验件的试验性能参数计算的若干目标直接采集通道和对应的目标直接采集参数，基于目标直接采集参数获取试验件的试验性能参数，计算每个目标直接采集通道的目标直接采集参数对应的第一相对误差；基于第一相对误差获取试验件的试验性能参数的目标相对误差；全面考虑了对试验件的试验性能参数的相对误差产生影响的所有直接采集参数，并在获取到目标直接采集参数对应的第一相对误差后，得出试验件的试验性能参数的目标相对误差，准确地的反映出了所有参与试验性能参数计算的各个直接采集参数对试验性能参数的相对误差的影响。

附图说明

图1为本发明实施例1提供的试验性能参数的相对误差计算方法的第一流程示意图；

图2为本发明实施例1提供的试验性能参数的相对误差计算方法的第二流程示意图；

图3为本发明实施例1提供的试验性能参数的相对误差计算方法的第三流程示意图；

图4为本发明实施例1提供的试验性能参数的相对误差计算方法的第四流程示意图；

图5为本发明实施例1提供的试验性能参数的相对误差计算方法的第五流程示意图；

图6为本发明实施例1提供的直接采集通道误差来源示意图；

图7为本发明实施例1提供的试验性能参数相对误差计算流程图；

图8是本发明实施例1提供的试验件温升效率的相对误差的计算说明图；

图9为本发明实施例1提供的试验性能参数的相对误差计算方法的第六流程示意图；

图10为本发明实施例2提供的一种试验性能参数的相对误差计算系统的结构示意图；

图11为本发明实施例3提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

本实施例提供一种试验性能参数的相对误差计算方法，图1为本实施例提供的试验性能参数的相对误差计算方法的第一流程示意图，本实施例的相对误差计算方法应用在航空发动机的风扇压气机中，风扇压气机中试验件上分布若干测点，每个测点对应一个直接采集通道。

如图1所示，本实施例的试验性能参数的相对误差计算方法包括：

步骤101、确定参与试验件的试验性能参数计算的若干目标直接采集通道和对应的目标直接采集参数。

试验件的性能数据均由分布在试验件或试验器上的测点直接测量的数据计算得到。风扇压气机中试验件上分布若干个测点，每一个测点分别对应一个直接采集通道，每个直接采集通道分别对应一个直接采集参数。

参与试验件的试验性能参数计算的直接采集通道称为目标直接采集通道，目标直接采集通道对应的直接采集参数称为目标直接采集参数。

步骤102、基于目标直接采集参数获取试验件的试验性能参数。

步骤103、计算每个目标直接采集通道的目标直接采集参数对应的第一相对误差；

步骤104、基于第一相对误差获取试验件的试验性能参数的目标相对误差。

本实施例的试验性能参数的相对误差计算方法，通过获取确定参与试验件的试验性能参数计算的若干目标直接采集通道和对应的目标直接采集参数，进而计算出试验件的试验性能参数和目标直接采集参数对应的第一相对误差，从而计算出试验件的试验性能参数的目标相对误差；全面考虑了对试验件的试验性能参数的相对误差产生影响的所有直接采集参数，准确地的反映出了所有参与试验性能参数计算的各个直接采集参数对试验性能参数的相对误差的影响。

本领域的技术人员可以基于现有的性能参数计算模型在众多的直接采集通道中，确定参与试验件的试验性能参数计算的若干目标直接采集通道和每个目标直接采集通道对应的目标直接采集参数。

在一可选地实施方式中，图2为本实施方式提供的试验性能参数的相对误差计算方法的第二流程示意图，如图2所示，上述步骤101之后还包括：

步骤105、判断每个目标直接采集参数之间是否相互独立。

若是，则执行步骤102，若否，则结束流程。

在本实施例中，需要判断每个目标直接采集参数之间是否相互独立。

目前，航空发动机风扇压气机试验规范中给出的试验性能参数的相对误差经验计算公式为理想假设下获得，部分相对误差计算时并未考虑各个直接采集参数之间的关联性。

本实施方式的试验性能参数的相对误差计算方法，通过判断每个目标直接采集参数之间是否相互独立，全面考虑了每个目标直接采集参数之间的关系，可以忽略部分非关键因素对应的采集参数，继而进行试验性能参数的目标相对误差的计算，提高了目标相对误差的计算准确度。

在一可选地实施方式中，图3为本实施方式提供的试验性能参数的相对误差计算方法的第三流程示意图，如图3所示，上述步骤105具体包括：

步骤1051、计算任意两个目标直接采集参数之间的相关性。

步骤1052、在所有相关性均表征两个目标直接采集参数的关联度大于设定阈值时，则确定每个目标直接采集参数之间相互独立。

具体如何计算相关性采用现有技术的计算方法即可。

在一可选地实施方式中，目标直接采集通道包括若干个设定部件，图4为本实施方式提供的试验性能参数的相对误差计算方法的第四流程示意图，如图4所示，上述步骤103具体包括：

步骤1031、获取每个设定部件对应的引入误差。

目标直接采集通道包括若干个设定部件，每个设定部件分别具有对应的相对误差。

步骤1032、基于目标直接采集参数和引入误差计算得到第一相对误差。

基于各个目标直接采集参数和各个引入误差计算得到第一相对误差。

本实施方式的试验性能参数的相对误差计算方法，目标直接采集通道包括若干个设定部件，通过获取每个设定部件对应的引入误差，在引入误差的基础上计算第一相对误差，提高了第一相对误差的计算准确度；进而根据第一相对误差进行试验性能参数的目标相对误差的计算，进一步提高了目标相对误差的计算准确度。

在一可选地实施方式中，设定部件包括测试受感部和后端采集设备，测试受感部和后端采集设备分别具有对应的引入误差，基于各个目标直接采集参数和各个引入误差计算得到第一相对误差。

在一可选地实施方式中，上述步骤1031具体包括：

基于测试受感部的吹风报告获取测试受感部的第一引入误差；基于后端采集设备的计量报告获取后端采集设备的第二引入误差。

在一可选地实施方式中，上述步骤1032对应的计算公式(第一相对误差计算公式)如下：

其中，

基于目标直接采集参数、引入误差和第一相对误差计算公式计算得到第一相对误差。

本实施方式的试验性能参数的相对误差计算方法，通过分别获取测试受感部和后端采集设备对应的引入误差和目标直接采集参数，并根据第一误差计算公式计算第一相对误差，快速、准确的计算出第一相对误差，提高了第一相对误差的计算效率。

在一可选地实施方式中，图5为本实施方式提供的试验性能参数的相对误差计算方法的第五流程示意图，如图5所示，上述步骤104具体包括：

步骤1041、基于目标直接采集参数计算试验件的试验性能参数的相对误差系数。

步骤1042、基于第一相对误差和相对误差系数计算得到试验件的试验性能参数的目标相对误差。

在一可选地实施方式中，上述步骤1042对应的计算公式(目标相对误差计算公式)如下：

其中，δ

本实施方式的试验性能参数的相对误差计算方法，通过目标直接采集参数计算试验件的试验性能参数的相对误差系数，基于第一相对误差、相对误差系数和目标相对误差计算公式计算得到试验件的试验性能参数的目标相对误差，快速、准确的计算出了试验性能参数的目标相对误差，提高了试验性能参数的目标相对误差的计算效率。

在一可选地实施方式中，当试验性能参数包括压气机试验温升效率时，目标直接采集参数包括试验件进口总温、试验件出口总温、试验件进口总压和试验件出口总压等。

下面结合具体实例说明本实施例的试验性能参数的目标相对误差计算方法的实现原理：

首先，建立性能参数计算模型，明确参与性能参数计算的直接采集通道以及直接采集通道对应的直接采集参数。

设试验性能参数为y，参与试验性能参数的目标直接采集参数分别为x

本申请中，参与风扇压气机试验性能参数计算的目标直接采集通道之间均相互独立。

其次，计算目标直接采集参数的第一相对误差。航空发动机风扇压气机试验直接采集通道主要包含总温、总压、静压/总静压差等。图6为直接采集通道误差来源示意图。如图6所示，直接采集通道沿程包含测试受感部(又称为受感部)、后端采集设备(又称为传感器)两部分，这两个部分均会向直接采集通道引入误差。

目标直接采集参数的x

其中，δ

根据图6和目标直接采集参数的第一相对误差表达式所示方法，可获得参与试验性能参数计算的所有目标直接采集参数的误差。

最后，计算试验性能参数的目标相对误差。参与风扇压气机性能参数计算的直接采集通道之间均相互独立。对于试验性能参数y，其相对误差表达式为：

图7为试验性能参数相对误差计算流程图，如图7所示，对于航空发动机风扇压气机中试验件进行试验，基于性能参数计算模型确定参与试验件的试验性能参数计算的若干目标直接采集通道和对应的目标直接采集参数；基于受感部和传感器计算直接采集参数的第一相对误差，并结合性能参数误差计算模型计算出试验件的试验性能参数的目标相对误差，基于试验性能参数的目标相对误差生成评级报告，以评价试验性能参数的计算结果。

其中，在确定了性能参数计算模型后，可以根据上述计算相对误差的计算公式δ

下面将详细介绍当试验性能参数为压气机试验温升效率ET时，如何计算压气机试验温升效率ET的目标相对误差δ

如图8所示，目标直接采集参数包括试验件进口总温T

基于试验件进口总温T

C

b

b

b

基于试验件进口总温T

基于试验件进口总压P

基于试验件内比热比k、试验件总温比TR和试验件总压比PR计算得到压气机试验温升效率ET；其中，

分别对温升效率ET以试验件进口总温T

基于压气机试验温升效率的目标相对误差计算公式

计算得到压气机试验温升效率的目标相对误差。

本实施方式的试验性能参数的相对误差计算方法，以压气机试验温升效率作为试验性能参数，基于压气机试验温升效率的第一相对误差和相对误差系数，准确的计算出了压气机试验温升效率的目标相对误差。

在一可选地实施方式中，图9为本实施方式提供的试验性能参数的相对误差计算方法的第六流程示意图，如图9所示，在步骤104之后还包括：

步骤106、基于所述试验性能参数的目标相对误差生成评价报告。

基于评价报告评判试验性能参数的目标相对误差的计算结果。

实施例2

本实施例提供一种试验性能参数的相对误差计算系统，图10为本实施例提供的一种试验性能参数的相对误差计算系统的结构示意图；试验性能参数的相对误差计算系统应用在航空发动机的风扇压气机中，风扇压气机中试验件上分布若干测点，每个测点对应一个直接采集通道。如图10所示，相对误差计算系统包括：采集参数确定模块1，用于确定参与试验件的试验性能参数计算的若干目标直接采集通道和对应的目标直接采集参数；性能参数获取模块2，用于基于目标直接采集参数获取试验件的试验性能参数；第一相对误差计算模块3，用于计算每个目标直接采集通道的目标直接采集参数对应的第一相对误差；目标相对误差计算模块4，用于基于第一相对误差获取试验件的试验性能参数的目标相对误差。

在一可选地实施方式中，试验性能参数的相对误差计算系统还包括检测模块5，用于判断每个目标直接采集参数之间是否相互独立；若是，则调用性能参数获取模块2，以基于目标直接采集参数获取试验件的试验性能参数。

在一可选地实施方式中，检测模块5具体用于计算任意两个目标直接采集参数之间的相关性；在所有相关性均表征两个目标直接采集参数的关联度大于设定阈值时，则确定每个目标直接采集参数之间相互独立。

在一可选地实施方式中，目标直接采集通道包括若干个设定部件；第一相对误差计算模块3包括引入误差获取单元31，用于获取每个所述设定部件对应的引入误差；第一相对误差计算单元32，用于基于目标直接采集参数和引入误差计算得到第一相对误差。

在一可选地实施方式中，设定部件包括测试受感部和后端采集设备；测试受感部和后端采集设备分别具有对应的引入误差；第一相对误差计算单元32基于目标直接采集参数和引入误差计算得到第一相对误差。

在一可选地实施方式中，引入误差获取单元31基于测试受感部的吹风报告获取测试受感部的第一引入误差；基于后端采集设备的计量报告获取后端采集设备的第二引入误差。

在一可选地实施方式中，第一相对误差计算单元32基于目标直接采集参数和引入误差计算得到第一相对误差对应的计算公式如下：

其中，

在一可选地实施方式中，目标相对误差计算模块4包括：误差系数计算单元41，用于基于目标直接采集参数计算试验件的试验性能参数的相对误差系数；目标相对误差计算单元42，用于基于第一相对误差和相对误差系数计算得到试验件的试验性能参数的目标相对误差。

在一可选地实施方式中，目标相对误差计算单元42基于第一相对误差和相对误差系数计算得到试验件的试验性能参数的目标相对误差的步骤对应的计算公式如下：

其中，δ

在一可选地实施方式中，试验性能参数的相对误差计算系统还包括报告生成模块6，用于基于试验性能参数的目标相对误差生成评价报告。

需要说明的是，本实施例的试验性能参数的相对误差计算系统的实现原理与实施例1的试验性能参数的相对误差计算方法类似，因此在此就不再赘述。

本实施例的试验性能参数的相对误差计算系统，通过各个模块和单元的相互配合，在获取到目标直接采集参数对应的第一相对误差后，得出试验件的试验性能参数的目标相对误差，全面考虑了对试验件的试验性能参数的相对误差产生影响的所有直接采集参数，准确地的反映出了所有参与试验性能参数计算的各个直接采集参数对试验性能参数的相对误差的影响。

实施例3

本实施例提供一种电子设备，图11为本实施例提供的一种电子设备的结构示意图，电子设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述实施例1中的试验性能参数的相对误差计算方法。图11显示的电子设备90仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。如图11所示，电子设备90可以以通用计算设备的形式表现，例如其可以为服务器设备。电子设备90的组件可以包括但不限于：上述至少一个处理器91、上述至少一个存储器92、连接不同系统组件(包括存储器92和处理器91)的总线93。

总线93包括数据总线、地址总线和控制总线。

存储器92可以包括易失性存储器，例如随机存取存储器(RAM)921和/或高速缓存存储器922，还可以进一步包括只读存储器(ROM)923。

存储器92还可以包括具有一组(至少一个)程序模块924的程序工具925(或实用工具)，这样的程序模块924包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。

处理器91通过运行存储在存储器92中的计算机程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如上述实施例1中的试验性能参数的相对误差计算方法。

电子设备90也可以与一个或多个外部设备94通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口95进行。并且，模型生成的电子设备90还可以通过网络适配器96与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图11所示，网络适配器96通过总线93与电子设备90的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合电子设备90使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理器、外部磁盘驱动阵列、RAID(磁盘阵列)系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。

应当注意，尽管在上文详细描述中提及了电子设备的若干单元/模块或子单元/模块，但是这种划分仅仅是示例性的并非强制性的。实际上，根据本发明的实施方式，上文描述的两个或更多单元/模块的特征和功能可以在一个单元/模块中具体化。反之，上文描述的一个单元/模块的特征和功能可以进一步划分为由多个单元/模块来具体化。

实施例4

本实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述实施例1中的试验性能参数的相对误差计算方法。

其中，可读存储介质可以采用的更具体可以包括但不限于：便携式盘、硬盘、随机存取存储器、只读存储器、可擦拭可编程只读存储器、光存储器件、磁存储器件或上述的任意合适的组合。

在可能的实施方式中，本发明还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当程序产品在终端设备上运行时，程序代码用于使终端设备执行实现上述实施例1中的试验性能参数的相对误差计算方法中的步骤。

其中，可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明的程序代码，程序代码可以完全地在用户设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户设备上部分在远程设备上执行或完全在远程设备上执行。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。