本发明涉及航空燃油泵,具体涉及一种航空齿轮泵滑动轴承的模型更新方法。
背景技术:
1、航空燃油泵滑动轴承是燃油泵的关键支承部件,其模型参数极大地影响了滑动轴承的润滑特性;然而现有的分析方法,如郭强等发明人提供的专利号为:202110177933.8,专利名称为:《获取动静压轴承油膜压力分布的方法和装置》一文和李宝童等发明人提供的专利号为:202110633857.7,专利名称为:《基于高阶等几何的多油腔动静压滑动轴承油膜特性仿真方法》一文,都是假设润滑模型参数是已知的,基于已知的模型参数,计算轴承的润滑特性。
2、然而在实际的服役过程中,滑动轴承的载荷可能会发生变化,而运行过程中,有些模型参数随之改变,并且不能直接测量。
3、综上所述,现有技术存在的缺陷是未考虑滑动轴承在工作过程中,润滑参数不可测问题,只是单纯地将所有参数设为确定值,往往与实际情况不符。
技术实现思路
1、为了克服以上技术缺陷,本发明的目的在于提供一种航空齿轮泵滑动轴承的模型更新方法,该方法具有计算代价低、全局收敛性强的特点
2、为了实现上述目的,本发明采用的技术方案是:
3、一种航空齿轮泵滑动轴承的模型更新方法,包括以下步骤;
4、步骤一:确定轴承润滑模型未知参数;
5、步骤二:确定未知参数的先验分布;
6、步骤三:确定能够测量的航空齿轮泵滑动轴承润滑性能值;
7、步骤四:基于步骤三确定的能够测量的轴承润滑模型性能,测量出性能值
8、步骤五:基于性能值确定滑动轴承润滑模型性能测量值的似然函数;
9、步骤六:基于滑动轴承的润滑性能测量值的似然函数和未知模型的先验分布,更新未知的模型参数。
10、所述步骤一确定不能直接测量的滑动轴承润滑模型参数θ,如偏心率、偏位角;这一过程主要基于试验经验、工程经验和试验条件。滑动轴承的润滑模型为使用者根据使用实际需求建立的模型。
11、所述步骤二基于先验知识或专家指导,确定模型的先验分布信息p(θ)。
12、所述步骤三中,滑动轴承的润滑性能受模型未知参数的影响,需要根据使用者的试验经验、工程经验和试验条件确定哪些润滑性能参数可以测量以便于进行模型更新,如温度可以通过温度传感器测量、油膜厚度可以通过超声波技术测量、压力可以通过压电薄膜传感器测量。
13、所述步骤五具体为:
14、基于步骤四得到的性能测量值,假设测量值和润滑仿真模型m(θ)之间的误差服从高斯白噪声,则将测量值的似然函数定义为测量值的概率密度函数,即
15、
16、其中n为测量值的个数,σε为高斯白噪声的协方差矩阵。
17、所述步骤六
18、未知模型参数的后验分布可通过贝叶斯公式得到,即,
19、
20、其中表示正则化常数。
21、由于计算滑动轴承润滑仿真模型m(θ)较为耗时,因此使用变分贝叶斯推断方法计算未知模型参数的后验分布,令qξ(θ)表示变分分布,其中ξ为分布参数,则变分分布的证据下界可以表示为
22、
23、其中
24、因此最优变分分布为使得证据下界最大值的分布参数ξ确定的,优化ξ的过程如下:
25、1)随机生成样本量为nθ的与未知参数θ个数相同的服从变分分布qξ(θ)的随机样本集ui,i=1,...,nθ;
26、2)随机产生一组未知参数的训练样本θ,计算对应的f(θ)的值;
27、3)基于2)产生的训练样本集,训练高斯过程回归模型
28、4)基于1)产生的样本,计算的估计值和估计标准差
29、5)使用贝叶斯积分推断积分的后验均值和后验方差
30、6)由于和的估计值均服从高斯分布,因此可以得到证据下界同样服从高斯过程,其分布均值为分布方差为
31、7)使用贝叶斯优化得到当前最优分布参数ξ+;
32、8)针对7)得到的结果ξ+,使用贝叶斯积分推断μf(ξ+)误差最大的参数值θ+;
33、9)计算θ+对应的f(θ+)的值,将其加入到训练集中;
34、10)重复3)到9)贝叶斯积分和优化的误差达到要求,输出ξ+,并确定最优变分分布为未知模型参数θ的后验分布。
35、本发明的有益效果。
36、本发明提供了一种航空燃油泵滑动轴承的模型更新方法,该方法可以充分利用可测量的轴承润滑性能数据和先验知识更新未知润滑模型参数的概率分布,得到后验分布。基于本申请的计算方法,能够更新设计者对滑动轴承润滑模型未知参数的分布信息,为后续的可靠性分析和优化设计提供了理论支持。
37、本发明填补了国内通过模型更新技术确定滑动轴承未知参数的空白,且建立的模型更新技术具有计算代价低、全局收敛性强的优势
1.一种航空齿轮泵滑动轴承的模型更新方法,其特征在于,包括以下步骤;
2.根据权利要求1所述的一种航空齿轮泵滑动轴承的模型更新方法,其特征在于,所述步骤一确定不能直接测量的滑动轴承润滑模型参数θ,如偏心率、偏位角。
3.根据权利要求1所述的一种航空齿轮泵滑动轴承的模型更新方法,其特征在于,所述步骤二基于先验知识或专家指导,确定模型的先验分布信息p(θ)。
4.根据权利要求1所述的一种航空齿轮泵滑动轴承的模型更新方法,其特征在于,所述步骤三中,滑动轴承的润滑性能受模型未知参数的影响,需要根据使用者的试验经验、工程经验和试验条件确定哪些润滑性能参数测量以便于进行模型更新,如温度可以通过温度传感器测量、油膜厚度可以通过超声波技术测量、压力通过压电薄膜传感器测量。
5.根据权利要求1所述的一种航空齿轮泵滑动轴承的模型更新方法,其特征在于,所述步骤五具体为:
6.根据权利要求1所述的一种航空齿轮泵滑动轴承的模型更新方法,其特征在于,所述步骤六
7.根据权利要求6所述的一种航空齿轮泵滑动轴承的模型更新方法,其特征在于,优化ξ的过程如下:
