第18卷第3期航空動(dòng)力學(xué)報(bào)Vol 18 No. 3003年月Journal of Aerospace Power文章編號:100080520033-0458-04航空發(fā)動(dòng)機(jī)試車三分鐘事件記錄與回放楊訓(xùn)西北工業(yè)大學(xué)航空動(dòng)力與熱力工程系陜西西安710072)摘要:航空發(fā)動(dòng)機(jī)試車計(jì)算機(jī)輔助試驗(yàn)系統(tǒng)中開發(fā)三分鐘事件記錄與回放功能可以為事后旳分析提供數(shù)據(jù)依據(jù)。本文著重研究了事件模型的建立的一般方法討論了數(shù)據(jù)記錄與回放的方法最后給出了所采用的數(shù)據(jù)結(jié)果。根據(jù)本文所論述的方法實(shí)現(xiàn)了該功能并已投入了某型航空發(fā)動(dòng)機(jī)試車實(shí)驗(yàn)使用。關(guān)鍵詞:航空、航天推進(jìn)系統(tǒng);航空發(fā)動(dòng)機(jī)試車;計(jì)算機(jī)輔助試驗(yàn);事件模型;三分鐘事件記錄與回放雙向循環(huán)鏈表中圖分類號:V263.4文獻(xiàn)標(biāo)識碼:AA Way for 3-Minitue Event Recording and replayingn aeroengine TestYANG XunNorthwestern Polytechnical University Xi' an 710072 ChinaAbstract: The function named 3-minitue events recording and replaying in computer-aided test sys-tem for aeroengine test is able to offer data for analysis afterwards firstly , the general method to createmodel for events is investigated in detail. Then the scheme for recording and replaying the data is dis-cussed. At last the data structured is presented. On the basis of the method present the function isachieved and has been used for aeroengine testKey words: aerospace propulsion system aeroengine test computer-aided test i'model for events i 3-minitue event recording and replayingdouble and circular linked list1引言的不便。為了幫助事后的分析,仿造飛杌黑匣子"的功能在航空發(fā)動(dòng)機(jī)試車計(jì)算機(jī)輔助試驗(yàn)系航空發(fā)動(dòng)機(jī)試車屬于風(fēng)險(xiǎn)試驗(yàn)項(xiàng)目。高溫、統(tǒng)1-3中開發(fā)三分鐘事件記錄與回放功能是很高速、高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子在遇到機(jī)械系統(tǒng)、潤滑有意義的。系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)故障、氣動(dòng)參數(shù)失調(diào)或是試車人員三分鐘事件記錄與回放是指在航空發(fā)動(dòng)機(jī)試操作失誤的情況下短時(shí)間內(nèi)就可能造成發(fā)動(dòng)機(jī)車過程中連續(xù)循環(huán)記錄三分鐘時(shí)間段內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)部件甚至整臺發(fā)動(dòng)機(jī)的損害。由于試車過程的復(fù)的工作參數(shù),旦有事先定義的事件(包括事故、雜性和事件發(fā)生的突發(fā)性,試車人員難以仔細(xì)觀故障等統(tǒng)稱為事件)發(fā)生則鎖定事件發(fā)生前兩察和記錄事件發(fā)生前后發(fā)動(dòng)機(jī)各參數(shù)的異常情況分半鐘和事件發(fā)生后半分鐘內(nèi)的數(shù)據(jù)保存下來,和異常情況發(fā)生的先后次序而且這些事件往往并可供事后回放分析。目前國外開發(fā)的航空發(fā)動(dòng)難以重現(xiàn)這給分析事件發(fā)生的原因帶來了極大機(jī)試車系統(tǒng)中已經(jīng)具備了此項(xiàng)功能但在國內(nèi)自行研制的試車系統(tǒng)中尚未具備該功能。有鑒于屬于試車中的非正常情況表征著事件的發(fā)生。此我們在最新研制的航空發(fā)動(dòng)機(jī)試車計(jì)算機(jī)輔2.3數(shù)據(jù)記錄方案助試驗(yàn)系統(tǒng)中開發(fā)了三分鐘事件記錄與回放功數(shù)據(jù)記錄采用在內(nèi)存中循環(huán)存儲三分鐘數(shù)據(jù)事件發(fā)生后再將數(shù)據(jù)保存到硬盤中的方案2總體方案設(shè)計(jì)以存儲150個(gè)數(shù)據(jù)為例,若數(shù)據(jù)刷新周期0.2s,記錄三分鐘數(shù)據(jù)每個(gè)數(shù)據(jù)為浮點(diǎn)單精度數(shù)據(jù)占2.1三分鐘事件記錄的內(nèi)容4個(gè)字節(jié)則數(shù)據(jù)量大小為150×60×3×4/0.2=記錄下來的數(shù)據(jù)應(yīng)該要能完整描述發(fā)動(dòng)機(jī)的540000byte≈0.5MB。在目前計(jì)算機(jī)內(nèi)存空間和工作狀態(tài)才能便于事后分析因此記錄的內(nèi)容應(yīng)硬盤空間都很大的情況下在內(nèi)存中開辟這樣一該包括發(fā)動(dòng)機(jī)本身和車臺設(shè)備的測量參數(shù)和各個(gè)個(gè)空間來存儲數(shù)據(jù)是完全可行的。開辟這樣一個(gè)開關(guān)量的工作狀態(tài)內(nèi)存空間后所有的數(shù)據(jù)刷新工作都在該內(nèi)存區(qū)2.2事件模型的建立中進(jìn)行。以三分鐘為一記錄周期周而復(fù)始地刷事件模型定義了事件發(fā)生的條件事件模型新試車數(shù)據(jù)最后時(shí)刻的數(shù)據(jù)自動(dòng)刷新最早時(shí)刻建立不好則可能會發(fā)生誤判、漏判現(xiàn)象。事件模的數(shù)據(jù),一旦事件發(fā)生則繼續(xù)刷新半分鐘的數(shù)型的建立是一個(gè)較為復(fù)雜的過程;它跟試車工作據(jù)最后保存到硬盤上。這樣即可把事件發(fā)生前密切相關(guān)往往不能一次就建立一個(gè)優(yōu)秀的事件兩分半鐘和事件發(fā)生后半分鐘的數(shù)據(jù)全部保存下模型,它需要在實(shí)際試車中反復(fù)調(diào)整才能最終定來需要回放時(shí)再從硬盤中讀出數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)在硬盤中可以保存為數(shù)據(jù)文件格式也可以保存在數(shù)對于不同類型的發(fā)動(dòng)機(jī)而言其測量參數(shù)和據(jù)庫中?？紤]到數(shù)據(jù)文件讀取速度快而且存儲工作情況不完全相同可能引發(fā)事件的原因也各數(shù)據(jù)的類型也不復(fù)雜因此可以選擇數(shù)據(jù)文件作不相同這就導(dǎo)致不同類型的發(fā)動(dòng)機(jī)其事件模型為數(shù)據(jù)的保存格式。文件名可以采用發(fā)動(dòng)機(jī)號不會完全相同。但總體說來事件模型可以由以+年+月+日+時(shí)+分的格式便于以后查詢回下三個(gè)內(nèi)容組成放。這種方案的優(yōu)點(diǎn)在于充分利用了系統(tǒng)中的計(jì)1)穩(wěn)態(tài)測量參數(shù)的極值控制算機(jī)資源使用軟件即可實(shí)現(xiàn)而不用增加任何新對于某些非常重要的參數(shù)在發(fā)動(dòng)機(jī)試車工硬件。藝中往往具有嚴(yán)格的工作范圍限制,一旦發(fā)動(dòng)機(jī)2.4數(shù)據(jù)回放方案處于極限范圍以外則有可能造成發(fā)動(dòng)機(jī)部件的數(shù)據(jù)記錄的最終目的是能夠回放數(shù)據(jù)重現(xiàn)損傷。如排氣溫度過高會導(dǎo)致渦輪葉片的燒傷;事件發(fā)生和發(fā)展的過程以幫助進(jìn)行事故分析。滑油壓力過低可能導(dǎo)致潤滑不充分從而引起轉(zhuǎn)回放方式應(yīng)該靈活便于從回放的數(shù)據(jù)中找出需子過熱甚至抱軸。對于這些參數(shù),旦超出限制要的信息因此在系統(tǒng)中設(shè)計(jì)有數(shù)據(jù)回放和曲線回放兩種回放方式值則定義事件發(fā)生(2)狀態(tài)的過程控制在數(shù)據(jù)回放方式中回放的數(shù)據(jù)在原來的參在航空發(fā)動(dòng)機(jī)試車中的動(dòng)態(tài)過程如發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)顯示位置依次顯示出來這樣觀察數(shù)據(jù)可以同起動(dòng)停車、加速性檢查、減速性檢查、以及喘振邊為了方便使用,數(shù)據(jù)可以根據(jù)時(shí)間次序來進(jìn)行順界檢查等過程中某些參數(shù)的變化可能會反映發(fā)序回放或者逆序回放,可以加快或者減慢回放的動(dòng)機(jī)工作的正常與否。一旦在試車過程中這些參速度也可以在任意時(shí)刻停止或暫停數(shù)據(jù)的回放,數(shù)發(fā)生了異常變化則定義事件發(fā)生。以滿足不同的回放要求(3)突發(fā)性事件曲線回放方式能夠直觀地描述事件發(fā)生前后還有一些事件屬于突發(fā)性事件這類事件在參數(shù)的變化情況但它不便于直接從曲線上讀出參數(shù)值。為便于在回放過程中獲得曲線上點(diǎn)的準(zhǔn)正常試車中很少發(fā)生但一旦發(fā)生具有極強(qiáng)的突確值可以通過跟蹤鼠標(biāo)位置得到鼠標(biāo)位置所對發(fā)性事先可能毫無征兆。如在試車過程中燃油應(yīng)的當(dāng)前時(shí)間從而查找出該時(shí)間對應(yīng)的參數(shù)值壓力或燃油流量突然急速下降甚至到零就屬于此并加以顯示。類事件。這類事件發(fā)生的原因可能有多種但都三分鐘事件記錄工作流程可用圖1表原始信號讀取文件數(shù)據(jù)采集與處理曲線回放?顯示等其他操作曲線回放事件發(fā)生?N刷新數(shù)據(jù)順序回放回放速度再刷新數(shù)據(jù)半分鐘順序回放快速回放慢速回放N保存數(shù)據(jù)常速回放圖1三分鐘事件記錄流程圖2二分鐘事件回放流程Fig. I The process of recordingFig. 2 The process of replaying200100135圖3回放曲線框表示由系統(tǒng)中其它模塊完成的工作。4結(jié)論3數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)應(yīng)用本文討論的方法我們在為空軍某航空數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)方案的選擇原則是在滿足功能的前發(fā)動(dòng)機(jī)修理廠研制的發(fā)動(dòng)機(jī)試車計(jì)算機(jī)輔助試驗(yàn)提下盡量降低讀寫數(shù)據(jù)的復(fù)雜度為此我們采用系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了此項(xiàng)功能并投入了生產(chǎn)使用。圖雙向循環(huán)鏈表4來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的記錄與回放。3為利用某次試車起動(dòng)過程中記錄的數(shù)據(jù)所回放雙向循環(huán)鏈表的結(jié)構(gòu)可參見文獻(xiàn)4l它的的曲線其中粗線表左起動(dòng)機(jī)電流細(xì)線表右起動(dòng)個(gè)重要的特點(diǎn)是具有兩個(gè)指針域其中一個(gè)指機(jī)電流。根據(jù)工藝規(guī)程規(guī)定起動(dòng)過程中左、右起向直接后繼另一個(gè)指向直接前趨。對于頭結(jié)點(diǎn),動(dòng)機(jī)電流差不得超過150A從圖3曲線中可以看其直接前趨是指向尾結(jié)點(diǎn)對于尾結(jié)點(diǎn)其直接后出在83~89s間電流差約為600A左右在起動(dòng)繼是指向頭結(jié)點(diǎn)構(gòu)成了一個(gè)循環(huán)。過程后期電流差也有300A左右遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過規(guī)定在第一次記滿三分鐘前對鏈表進(jìn)行的操作值可以認(rèn)定事件發(fā)生。實(shí)踐證明該方法是可行是順序增加結(jié)點(diǎn)。增加一個(gè)結(jié)點(diǎn)鏈表所需進(jìn)行的而且有效的。本文所討論的方法不僅可以用于操作是修改尾結(jié)點(diǎn)的后繼指針和頭結(jié)點(diǎn)的前趨指航空發(fā)動(dòng)機(jī)試車中也可以用于其它一些測控系針并增加一個(gè)結(jié)點(diǎn)其時(shí)間復(fù)雜度僅為O(1統(tǒng)中特別是所采用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)更是具有較強(qiáng)的在第一次記滿三分鐘后鏈表不再增加結(jié)點(diǎn),普遍意義。數(shù)據(jù)只需要修改原先頭結(jié)點(diǎn)的前趨、后繼指針數(shù)參考文獻(xiàn)據(jù)項(xiàng)和原先尾結(jié)點(diǎn)的后繼指針以及原先第二個(gè)結(jié)1李斌陳桂英雷勇等航空發(fā)動(dòng)機(jī)試車CAT技料])航空點(diǎn)的前趨指針其時(shí)間復(fù)雜度也僅為O(1工程與維修1996(8)29-31在回放數(shù)據(jù)時(shí)當(dāng)查找某個(gè)結(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)時(shí)雙[2]陳桂英李斌雷勇簿航空發(fā)動(dòng)機(jī)計(jì)算機(jī)輔助試驗(yàn)技術(shù)研向鏈表可以順序查找也可以逆序查找。對于n究J.航空動(dòng)力學(xué)報(bào)9994(4)17-420個(gè)結(jié)點(diǎn)的鏈表來說其時(shí)間復(fù)雜度為O(n[3]陳桂英李斌當(dāng)勇等.航空發(fā)動(dòng)機(jī)CAT系統(tǒng)信號采集與處理J數(shù)據(jù)采集與處理1999144)527-530采用雙向循環(huán)鏈表來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的記錄與回[41嚴(yán)萌敏吳偉民數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)c語言版M]北京北京清華放具有算法效率高、編程簡單方便的優(yōu)點(diǎn)因此大學(xué)出版社997雙向循環(huán)鏈表是一個(gè)理想的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。