Methodology of non-linear robust estimation for the solutions synthesis of inverse and direct multidisciplinary problems in engineering dimensional chains calculation based on discrete analog data

This paper analyses the definition of inverse and direct problems in engineering dimensional chains calculation based on discrete analogue data and the methodologies for solving these problems. It is shown that the direct dimensional chains calculation, which belongs to the class of inverse boundary value problems in a stochastic formulation, can be transformed into multi-criteria problems of stochastic optimization with mixed conditions. The new multi-step solutions search methodology for these problems is based on non-linear robust estimation methods. It can be achieved through hierarchical two-level decisions synthesis scheme development. At the first step, this scheme includes identification of surrogate models (in the form of regression equations). At the second step, the effective robust estimates are computed to determine unknown values; estimations of unknown quantities are carried out under a priori and parametric data uncertainties. Results of calculations of inverse and direct problems in engineering dimensional chains for two-stage axial compressors are presented. They were obtained using interactive computer systems for decision-making support “ROD&IDS”

Совершенствование методов обнаружения неустойчивых режимов работы осевых компрессоров с использованием анализа вибраций

Computer-aided and experimental research of a axial stage stability loss is presented. Informative criteria of the presurge compressor state is formulated. It is proved that the harmonic of a rotating stall is unstable, standing out sharply against noise; thus it can serve as a rotating stall indicator and a surge precursor. It was proved that vibration from the mounted on casing sensor can be applicable for rotating stall detection. An algorithm is proposed that detects the compressor pre-surge state by vibrations of the compressor casing. The algorithm is easy to be implemented in engine control and health monitoring systems.Приведены результаты численного моделирования и экспериментальных исследований динамики потери газодинамической устойчивости ступени осевого компрессора. Выполнены исследования по выявлению информативных критериев обнаружения предпомпажного режима. Показано, что гармоника вращающегося срыва является устойчивой, значительно выделяется на фоне шумов, что позволяет использовать ее для диагностики вращающегося срыва как предвестника помпажа. Приведена уточненная зависимость для определения частоты вращающегося срыва. Показано, что для выявления вращающеегося срыва возможно использование параметров вибрации, зарегистрированных на корпусе компрессора. Предложен алгоритм выявления предпомпажного состояния компрессора по уровню вибраций корпуса компрессора для разработки автоматических систем предупреждения помпажа на этапе его зарождения