(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210860131.1 (22)申请日 2022.07.21 (71)申请人 南京航空航天大 学 地址 210000 江苏省南京市秦淮区御道街 29号 (72)发明人 宋迎东　林鑫　施竑扬　孙志刚　 牛序铭　靳彧　 (74)专利代理 机构 南京鑫之航知识产权代理事 务所(特殊普通 合伙) 32410 专利代理师 汪庆朋 (51)Int.Cl. G06F 30/15(2020.01) G06F 17/16(2006.01) G06F 30/20(2020.01) G06K 9/62(2022.01)G06F 119/02(2020.01) G06F 119/04(2020.01) (54)发明名称 一种飞行任务剖面聚类分析方法 (57)摘要 本发明公开了一种飞行任务剖面聚类分析 方法， 包括： 获取目标航空发动机的飞行任务以 及飞行任务剖面； 获取目标航空发动机的原始载 荷参数； 对 所述原始载荷参数进行区间划分和载 荷频次统计， 获取载荷参数频次矩阵； 获取目标 航空发动机飞行任务剖面的主成分分析结果； 获 取目标航空发动机每两个飞行任务之间的距离 值； 获取目标航空发动机飞行任务剖面的聚类结 果。 本发明采用了主成分分析和层次聚类的方 法， 运用层次聚类算法中的类平均法计算各个剖 面距离， 形成聚类树， 选取恰当的度量距离， 获取 的聚类结果更准确； 本发明合理减少后续载荷数 据分析的样 本数量， 结合飞行任务频次、 频率， 准 确衡量发动机在执 行某任务时的寿 命损伤程度。 权利要求书2页 说明书8页 附图4页 CN 115270297 A 2022.11.01 CN 115270297 A 1.一种飞行任务剖面聚类分析 方法， 其特 征在于， 包括： 获取目标航空发动机的飞行任务以及飞行任务剖面； 获取目标航空发动机的原始载荷参数； 所述原始载荷参数包括飞行高度， 马赫数， 法向 过载系数， 油门杆角度， 高压转子转速和排气温度； 对所述原 始载荷参数进行区间划分和载荷频次统计， 获取 载荷参数 频次矩阵； 根据所述载荷参数 频次矩阵， 获取目标航空发动机飞行任务剖面的主成分 分析结果； 根据所述目标航空发动机飞行任务剖面的主成分分析结果， 获取目标航空发动机每两 个飞行任务之间的距离值； 根据目标航空发动机每两个飞行任务之间的距离值， 获取目标航空发动机飞行任务剖 面的聚类结果。 2.根据权利要求1所述的一种飞行任务剖面 聚类分析方法， 其特征在于， 所述根据 所述 载荷参数 频次矩阵， 获取目标航空发动机飞行任务剖面的主成分 分析结果， 包括： 根据第一预设公式， 将所述载荷参数 频次矩阵标准 化。 3.根据权利要求2所述的一种飞行任务剖面 聚类分析方法， 其特征在于， 所述第 一预设 公式为： 其中， xij为载荷参数频次矩阵， x ′ij为标准化后的载荷参数频次矩阵， i和j为载荷参数 频次矩阵的行和列， xij(i＝1,2, …,n； j＝1,2, …,p)， n为飞行任务剖面个数， p为原始载荷 参数个数， 为载荷参数频次矩 阵的第j列的平均值， σ 为载荷参数频次矩阵第j列的标准 差。 4.根据权利要求3所述的一种飞行任务剖面 聚类分析方法， 其特征在于， 所述根据 所述 载荷参数 频次矩阵， 获取目标航空发动机飞行任务剖面的主成分 分析结果， 还包括： 根据所述载荷参数 频次矩阵， 获取相关系数矩阵； 获取所述相关系数矩阵的特 征值以及特 征值对应的特 征向量； 根据第二预设公式， 获取目标航空发动机飞行任务剖面的主成分 分析结果。 5.根据权利要求4所述的一种飞行任务剖面 聚类分析方法， 其特征在于， 所述第 二预设 公式为： 其中： yj为第j个主成分， ujk为相关系数矩阵的特征值λj对应的特征向量， xik为载荷参 数频次矩阵的中的参数。 6.根据权利要求5所述的一种飞行任务剖面 聚类分析方法， 其特征在于， 所述根据目标 航空发动机每两个飞行任务之间的距离值， 获取目标航空发动机飞行任务剖面的聚类结 果， 包括： 根据预设规则， 获取初始聚类结果， 所述预设规则为将距离值最小、 最相近的飞行任务 归为一类； 根据初始聚类结果， 获取目标航空发动机飞行任务剖面的聚类结果。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115270297 A 27.根据权利要求6所述的一种飞行任务剖面 聚类分析方法， 其特征在于， 所述方法还包 括： 根据目标航空发动机飞行任务剖面的主成分分析结果， 获取主成分的贡献率和累计贡 献率； 根据所述主成分的贡献率和累计贡献率， 验证所述载荷频次参数矩阵的合理性。 8.根据权利要求7所述的一种飞行任务剖面 聚类分析方法， 其特征在于， 所述获取飞行 任务剖面主成分的贡献率和累计贡献率， 包括： 根据第三预设公式， 获取飞行任务剖面主成分的贡献率； 根据第四预设公式， 获取飞行任务剖面主成分的累计贡献率。 9.根据权利要求8所述的一种飞行任务剖面 聚类分析方法， 其特征在于， 所述第 三预设 公式为： 其中， gk为第k个主成分的贡献率， λk为相关系数矩阵的特 征值。 10.根据权利要求9所述的一种飞行任务剖面聚类分析方法， 其特征在于， 所述第四预 设公式为： 其中， Gk为第k个主成分的累计贡献率。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115270297 A 3