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卷积和离散过程神经网络及其在航空发动机排气温度预测中的应用
  • ISSN号:1000-6893
  • 期刊名称:航空学报
  • 时间:2012
  • 页码:438-445
  • 分类:V231[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程;航空宇航科学技术] TP183[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
  • 作者机构:[1]哈尔滨工业大学机电工程学院,黑龙江哈尔滨150001
  • 相关基金:国家“863”计划(2009AA043403-2 2009AA043404); 国家自然科学基金与中国民航联合资助基金重点项目(60939003)~~
  • 相关项目:新型常用航空发动机全系统全寿命预知维修决策理论与方法研究
作者: 钟诗胜|雷达|
中文摘要:

针对航空发动机排气温度的变化过程受复杂非线性时变因素的影响而难以用精确数学模型描述的问题,提出了卷积和离散过程神经网络(CSDPNN)模型,并将其应用于航空发动机排气温度(EGT)预测。该模型以离散样本作为直接输入,采用卷积和算法实现对时间累积效应的处理。相较于以连续函数作为输入的过程神经网络(PNN),不需要拟合离散样本得到连续函数后进行正交基展开,减少了精度损失,具有更高的预测精度。给出了卷积和离散过程神经网络模型的学习算法,并通过对Mackey-Glass混沌时间序列的预测对提出的方法进行应用说明和验证。通过航空发动机EGT预测实例,并与卷积和离散过程神经网络模型的连续函数输入过程神经网格以及传统人工神经网络(ANN)的预测结果进行了对比。结果表明,相较于连续函数输入过程神经网络以及传统人工神经网络,卷积和离散过程神经网络具有更高的预测精度,且对于EGT的预测具有较好的适应性,因而为航空发动机EGT预测提供了一种有效的方法。

英文摘要:

The changing process of aeroengine exhausted gas temperature(EGT) is affected by complicated nonlinear time varying factors,which make it difficult to construct its mathematic model.To cope with this issue,a convolution sum discrete process neural network(CSDPNN) model is proposed and used for EGT prediction.This model directly utilizes discrete sampling points as input,and uses the convolution sum to deal with the time accumulation process.Compared with the process neural network(PNN)with continuous function inputs,there is no need to fit the sampling points to get input functions and then to decompose them by orthogonal basis functions which can lead to precision loss.Therefore,this model can achieve higher prediction precision.A learning algorithm for this model is also developed,and the model is explained and validated via Mackey-Glass chaos time series prediction.Then,the model is adopted to predict a real EGT time series.The prediction results are compared with results obtained by the process neural network with function inputs and the traditional artificial neural network(ANN),which proves that CSDPNN model has higher precision than the other two networks,and it exhibits good adaptability to EGT prediction.This model offers an effective method for real EGT prediction.

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期刊信息
  • 《航空学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国航空学会
  • 主编:孙晓峰
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  • 邮编:100083
  • 邮箱:hkxb@buaa.edu.cn
  • 电话:010-82317058 82318016
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6893
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1929/V
  • 邮发代号:82-148
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  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,美国应用力学评论,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
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