关键词
航空发动机气动热力系统模型求解方法研究
作者: 伍谦   李秋红   单睿斌   来源: 计算机仿真 年份: 2019 文献类型 : 期刊 关键词: 航空发动机   拟牛顿法   松弛因子   非线性方程组  
描述: 航空发动机气动热力系统模型通过求解部件之间共同工作方程组,来确定发动机相关状态参数。传统的共同工作方程组求解方法是采用定步长Newton迭代方法,每次迭代需要多次调用模型计算雅可比矩阵,为了保证模型的收敛性,通常步长设置比较保守,在一个仿真周期内需要进行多次的迭代计算进行方程组求解,导致航空发动机气动热力系统模型的实时性较差。提出了一种混合变步长Newton-逆Broyden方法求解共同工作方程组。为保证收敛性,在猜值初始偏差较大时采用小步长的Newton迭代法求解方程。为保证收敛速度,在猜值接近真实解的时候采用较大步长的逆Broyden递推法求解方程,并引入松弛因子提高迭代稳定性。应用上述方法求解F404/YJ101变循环发动机的气动热力系统模型,进行了发动机稳态和动态工作仿真。结果表明,混合Newton-逆Broyden方法在航空发动机气动热力系统模型计算中的收敛能力、实时性和计算精度有着明显的优越性。
基于微分进化算法的航空发动机模型修正
作者: 朱正琛   李秋红   王元   潘鹏飞   来源: 航空发动机 年份: 2016 文献类型 : 期刊 关键词: 拉夫逊迭代算法  部件特性修正  折线式交叉变量  性能仿真模型  航空发动机   微分进化算法  牛顿  
描述: 为了提高航空发动机性能仿真模型精度,采用微分进化算法对发动机部件特性进行修正。对微分进化算法进行改进,提出折线式交叉变量变化方式,提高了算法的寻优能力。提出变步长牛顿-拉夫逊迭代算法,基于平衡方程残差范数变化趋势,改变牛顿-拉夫逊算法迭代计算步长,提高了模型的收敛性和收敛速度。在设计点,对各部件特性、引气系数、总压恢复系数进行修正,使修正后的模型输出与试验数据相匹配。仿真结果表明:改进后的牛顿-拉夫逊迭代算法收敛性更强、计算速度更快,修正后的各输出参数的最大建模误差减小到1.3762%,满足建模误差需求。
航空发动机燃油系统执行机构故障诊断及验证
作者: 潘阳   李秋红   姜洁   刘立婷   来源: 航空发动机 年份: 2016 文献类型 : 期刊 关键词: 燃油系统  执行机构  传感器  故障诊断  自校正BP网络  数学模型  航空发动机  
描述: 研究了基于执行机构模型以及发动机逆模型的发动机燃油系统执行机构及其传感器故障诊断方法。基于发动机半物理仿真试验台试验数据建立执行机构小闭环传递函数模型,通过二次多项式拟合将油针位置转换为燃油流量。提出基于自校正在线训练神经网络算法建立发动机逆模型,以离线训练网络参数初始化在线系统,基于阈值更新网络参数,并对学习速率进行自校正,以提高算法的泛化能力及收敛速度。对比执行机构模型输出、发动机逆模型输出与LVDT传感器测量位移换算得到的燃油流量,基于阈值判断故障状态。在T700涡轴发动机半物理仿真试验平台上进行试验,实现了在发动机额定及各种性能退化状态下,执行机构及其传感器漂移和偏置故障的准确诊断及定位,验证了算法的有效性。
基于DMOM算法的航空发动机性能寻优控制
作者: 王元   李秋红   黄向华   来源: 航空动力学报 年份: 2016 文献类型 : 期刊 关键词: 航空发动机  性能寻优控制  分散迁移优化算法  最小油耗寻优控制  全局最优解  
描述: 提出一种分散迁移优化算法(DMOM),可实现多峰值优化问题的全局最优解搜索.该算法通过随机选择参考粒子,不断迁移搜索自身所处区域峰值点,再通过分散操作排除局部最优点,重新生成新个体,可快速搜索到全局最优区域.将DMOM应用于航空发动机性能寻优控制仿真,结果表明:在最小油耗和最低涡轮温度模式下,DMOM的寻优速度相比遗传算法(GA)和粒子群算法(PSO)提高了2倍以上;同时DMOM的优化精度相比自组织迁移算法(SOMA)提高了60%以上,相比可行性序列二次规划(FSQP)算法提高了20%以上.验证了DMOM相比其他优化算法有更强的跳出局部最优的能力,在航空发动机最小油耗和最低涡轮温度这类多峰值寻优问题中具有明显的优势.
基于Broyden算法的航空发动机气路故障诊断
作者: 潘阳   李秋红   王元   来源: 推进技术 年份: 2017 文献类型 : 期刊 关键词: Kalman滤波器   航空发动机   气路故障诊断   涡轴发动机   Broyden算法  
描述: 针对基于Kalman的故障诊断算法响应速度慢、多故障诊断及非设计点诊断精度低的问题,提出一种基于改进Broyden算法求解方程组的航空发动机气路故障诊断方法。针对涡轴发动机,以模型输出跟踪发动机输出为准则确定3个方程,结合发动机模型中的2个平衡方程,构建气路故障诊断方程组,通过改进Broyden算法求解方程组以获得部件性能退化因子及模型猜值。数字仿真结果表明,所提出的基于Broyden算法求解方程组的航空发动机气路故障诊断方法,在包线内的单故障和多故障诊断稳态误差均小于0.35%,且诊断过程算法单步运行最大耗时小于2ms,具有良好的实时性,远优于Kalman滤波方法,验证了算法的先进性。
STOVL飞机发动机多变量控制方法
作者: 庞淑伟   李秋红   任冰涛   张海波   来源: 航空动力学报 年份: 2018 文献类型 : 期刊 关键词: 负载前馈   短距起飞/垂直降落   多变量控制   工作模式切换   分块解耦  
描述: 短距起飞/垂直降落(STOVL)飞机发动机已采用多变量控制方法。基于鲁棒稳定性和条件数分析、块相对增益矩阵分析,对STOVL飞机发动机不同工作模式下的三变量控制系统输出选择和控制结构设计进行了研究。对常规工作模式,提出了基于多目标优化的三变量分块解耦控制方法,通过定义最优指标实现动态跟踪和分块间的耦合抑制。对常规工作模式和垂直起降工作模式间的切换,提出基于升力风扇功率前馈的复合控制方法,以消除负载变化对系统性能的影响。仿真结果表明:提出的控制方法能够保证常规工作模式下良好的解耦控制效果,能够实现不同工作模式间的平稳过渡,验证了控制方法的可行性。
STOVL飞机发动机多变量控制方法
作者: 庞淑伟   李秋红   任冰涛   张海波   来源: 航空动力学报 年份: 2018 文献类型 : 期刊
描述: STOVL飞机发动机多变量控制方法
STOVL飞机发动机多变量控制方法
作者: 庞淑伟   李秋红   任冰涛   张海波   来源: 航空动力学报 年份: 2018 文献类型 : 期刊
描述: STOVL飞机发动机多变量控制方法
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