涡轴发动机最优加速控制研究

摘要

该文研究了某型航空涡轴发动机的数学模型,进行了性能仿真.在了解原型发动机数学模型和控制规律的基础上,对涡轴发动机加速过程的最优控制问题进行了研究.最优化方法采用了当今求解光滑的非线性规划问题的最优秀算法之一的序列二次规划法.研究结果表明,序列二次规划法应用于航空涡轴发动机最优加速控制是可行的,加速过程寻优控制规律正确,而且,与传统的PID控制结果相比,在各项约束的范围内,在保证发动机安全的前提下,能缩短加速时间,进而改善了发动机的动态性能,达到了进一步发挥发动机性能潜力、提高直升机机动性品质的目的.

目录

文摘

英文文摘

符号表

第一章绪论

§1.1涡轴发动机最优加速控制概述

§1.2非线性规划最优控制理论概述和最优化方法选择

§1.3本论文的主要内容

第二章发动机数学模型分析

§2.1发动机数学模型的意义及分类

§2.2本文所用的发动机数学模型简介

§2.3发动机部件级数学模型的建立

§2.4发动机各部件气动热力学方程

§2.5发动机模型计算流程图

§2.6发动机数学模型的迭代方法分析

§2.7发动机加速过程仿真计算

§2.8涡轴发动机控制规律阐述

§2.9发动机加速仿真结果

第三章序列二次规划法原理简述及编程实现

§3.1序列二次规划法原理简述

§3.2解二次规划问题过程中需解决的问题

§3.3序列二次规划法的实施

§3.4序列二次规划法的编程实现

第四章序列二次规划法解航空涡轴发动机加速控制问题

§4.1单变量最优加速控制问题的求解

§4.2多目标多变量函数的最优化方法

第五章仿真结果及其分析

§5.1单目标单变量寻优控制仿真结果及其分析

§5.2双目标单变量寻优控制仿真结果及其分析

§5.3对寻优控制仿真结果分析的总结

第六章结论

致谢

参考文献