航空发动机组件化建模及性能参数估计

【类型】学位论文

【作者】李业波 

【关键词】 航空发动机 组件化 仿真平台 参数估计 支持向量回归机 遗传算法

【摘要】本文是为飞/推综合控制系统仿真平台提供航空发动机组件化模型。旨在利用软件组件化的思想,将COM组件技术应用到航空发动机建模中,建立一个可重用、通用性强以及精度高的组件化模型,并在此模型基础之上,研究航空发动机性能参数估计的方法。首先将航空发动机按照结构划分为10个主要部件,分别建立各部件的数学模型并将其封装成COM组件。各组件之间以及与模型与仿真平台之间的数据传递通过接口实现。此外,还创建了航空发动机的一些功能组件,用于封装功能函数等。其次,进行航空发动机仿真平台的设计,包括界面设计和内部运行管理系统设计。仿真平台的界面是在MFC单文档框架的基础上创建的,利用树形控件和绘图技术等设计了组件栏和模型仿真区;在内部运行管理系统中,提供了牛顿-拉夫森法和Broyden秩1拟牛顿法解模型动态方程。本文还提出了将支持向量回归机与遗传算法相结合进行航空发动机参数估计的方法。针对简约最小二乘支持向量回归机的简约集确定问题,利用遗传算法具有很好的全局寻优能力来选择支持向量,构成简约集,以实现对航空发动机参数的准确估计。为了验证此估计方法的实用性,论文还设计了ALQR推力控制器,以推力估计器的推力估计值为反馈量,形成闭环控制系统。仿真结果表明,所设计的推力估计器能准确对推力进行估计,将其作为反馈用于直接推力控制系统,实现了发动机在飞行包线内的快速响应和平稳过渡。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】南京航空航天大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】李秋红

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