航空发动机性能寻优控制研究

论文题目: 航空发动机性能寻优控制研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 航空宇航推进理论与工程

作者: 王芳

导师: 樊思齐

关键词: 航空发动机,性能寻优控制,性能参数估计,卡尔曼滤波

文献来源: 西北工业大学

发表年度: 2005

论文摘要: 本文研究了航空发动机性能寻优控制技术中的几个重要问题:发动机自适应模型的建立、发动机性能变化参数的估计和发动机性能优化问题。首先研究了发动机非线性数学模型和适应发动机性能寻优控制使用的自适应实时模型的设计思路,并在此基础上建立发动机线性模型。在研究发动机部件性能变化参数的估计问题时,首先介绍了根据发动机部件级非线性数学模型的特点提出的一种非线性发动机部件性能变化参数估计的方法,然后针对其计算实时性差的缺点提出一种改进的方法,即采用卡尔曼滤波方法辨识测量参数稳态信息,用人工神经网络代替发动机部件级模型直接计算出部件性能参数,提高了计算效率。在研究发动机性能优化问题时,介绍了发动机控制模式和性能优化问题,给出了一种解决方法。首先将发动机性能优化问题描述为非线性数学规划问题,并通过线性化方法把这一非线性规划问题转化为线性规划问题,用线性规划方法解决了在线优化的实时性要求。同时兼顾实时性和精度要求提出了一种混合优化方法。本文在理论上对航空发动机性能寻优控制中遇到的上述问题进行了全面的分析并给出了全新的解决方案。

论文目录:

摘要

Abstract

第一章概述

1．1 研究背景及意义

1．2 飞行/推进系统综合控制概述

1．3 推进系统性能寻优控制

1．4 本文主要内容

第二章航空发动机数学模型

2．1 发动机非线性数学模型

2．1．1 发动机非线性模型的建模方法

2．1．2 发动机部件计算

2．1．3 发动机共同工作方程

2．2 发动机自适应实时模型

2．3 发动机线性模型

2．4 线性模型验证

第三章发动机部件性能参数估计

3．1 引言

3．2 发动机性能退化描述与部件偏差因子和测量参数选择

3．3 非线性参数估计的求解方法

3．4 卡尔曼滤波辨识稳态数据

3．4．1 卡尔曼滤波器设计

3．4．2 辨识稳态数据

3．4．3 卡尔曼滤波器对测量参数偏移量的估计仿真

3．5 发动机部件性能参数估计

3．5．1 神经网络概述

3．5．2 基于BP网络的发动机性能预测

3．5．3 BP网络训练及计算结果

第四章优化方法

4．1 单纯形法

4．1．1 线性规划问题的数学模型

4．1．2 几个相关的定义和结论

4．1．3 单纯形法的基本思想

4．1．4 单纯形的基本步骤

4．1．5 两阶段单纯形法

4．2 模型辅助模式搜索方法

4．2．1 问题描述

4．2．2 算法描述

第五章发动机性能寻优控制模式研究

5．1 发动机性能寻优控制模式

5．1．1 引言

5．1．2 发动机性能寻优问题

5．1．3 发动机控制模式性能寻优原理

5．2 用线性规划方法求解性能寻优控制模式问题

5．2．1 概述

5．2．2 发动机线性规划问题数学描述

5．2．3 推进系统矩阵(PSM)的求取

5．2．4 线性规划问题的求解

5．2．5 发动机控制模式算例

5．3 用混合优化方法求解优化控制模式问题

5．3．1 混合优化方法

5．3．2 算例

第六章结论和展望

发表学术论文情况

致谢

参考文献

发布时间: 2005-06-27

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