基于改进局部线性模型树的航空发动机过渡态非线性辨识

作者： 王伟   李建锋   刘帅   来源： 信息与控制 年份： 2021 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机   非线性系统   局部线性模型树(LOLIMOT)   系统辨识   AIC准则  

描述： 为了解决在采用局部线性模型树(LOcal Linear MOdel Tree,LOLIMOT)辨识发动机非线性系统时,出现的辨识网络复杂和模型精度问题,提出一种将非线性自回归滑动平均模型(NARMAX)和LOLIMOT网络融合的改进神经网络结构.基于非线性自回归滑动平均模型NARMAX的思想,将原始局部子模型的线性函数替换为非线性多项式函数,并基于AIC(Akaike information criterion)显著性准则的前向选择法对非线性项按照重要性程度进行选择,将简化后的非线性函数用于构建原始LOLIMOT模型局部子模型,形成一种改进LOLIMOT网络模型.通过某航空发动机过渡态下的辨识实验表明,改进算法能够将原LOLIMOT模型复杂度降低46%左右,相对预测精度提高50%以上,验证了在对发动机模型复杂度和精度要求较高的领域,改进模型是一种更加有效的网络结构.

基于模型预测控制的航空发动机传感器容错控制

作者： 白杰   王倩   王伟   来源： 科学技术与工程 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 模型预测控制   影响因素   参考轨迹   传感器故障   主动容错控制  

描述： 针对航空发动机传感器的硬故障和软故障,在模型预测控制(model predictive control,MPC)的基础之上,提出了一种调整参考轨迹的主动容错控制(fault tolerant control,FTC)方法。首先,使用故障诊断(fault detection and diagnosis,FDD)单元诊断出故障信息;然后,监控决策机制根据故障信息在线的调整参考轨迹;最后,控制器通过调整控制量使输出跟踪新的参考轨迹,从而实现传感器故障的主动容错控制。同时,对CMPASS—90K涡扇发动机进行了主动容错控制仿真,验证了所提方法的有效性;并分析了容错效果的影响因素。

基于MPC的航空发动机传感器容错控制

作者： 白杰   王倩   王伟   刘程   来源： 计算机仿真 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 模型预测控制   容错控制   故障诊断   有效性因子  

描述： 基于MPC的航空发动机传感器容错控制

基于小波神经网络的航空发动机传感器故障诊断

作者： 白杰   张正   王伟   孙晓楠   来源： 机床与液压 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 小波变换   容错控制   神经网络   改进粒子群优化算法   传感器  

描述： 航空发动机传感器故障诊断系统对于保证航空发动机控制系统可靠性和安全性至关重要,针对传统基于发动机模型的传感器故障诊断中存在建模精度不足导致故障诊断存在误诊和漏诊的问题,提出以小波变换和神经网络为基础,使用正常传感器预测故障传感器值。通过对比传感器输出和神经网络预测值的残差来实现传感器的故障诊断,其中神经网络可以在传感器故障后估计出正常的模拟信号代替故障信号供发动机控制系统使用,实现航空发动机控制系统的容错控制;使用改进粒子群优化算法优化BP神经网络的阈值和权值,以提高神经网络诊断和预测信号精度。仿真结果表明:该方法可以有效完成故障诊断,减少漏诊和误诊的发生。

基于小波神经网络的航空发动机传感器故障诊断

作者： 白杰   张正   王伟   孙晓楠   来源： 机床与液压 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 小波变换   容错控制   神经网络   改进粒子群优化算法   传感器  

描述： 航空发动机传感器故障诊断系统对于保证航空发动机控制系统可靠性和安全性至关重要,针对传统基于发动机模型的传感器故障诊断中存在建模精度不足导致故障诊断存在误诊和漏诊的问题,提出以小波变换和神经网络为基础,使用正常传感器预测故障传感器值。通过对比传感器输出和神经网络预测值的残差来实现传感器的故障诊断,其中神经网络可以在传感器故障后估计出正常的模拟信号代替故障信号供发动机控制系统使用,实现航空发动机控制系统的容错控制;使用改进粒子群优化算法优化BP神经网络的阈值和权值,以提高神经网络诊断和预测信号精度。仿真结果表明:该方法可以有效完成故障诊断,减少漏诊和误诊的发生。

基于模型预测控制的航空发动机传感器容错控制

作者： 白杰   王倩   王伟   来源： 科学技术与工程 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 模型预测控制   影响因素   参考轨迹   传感器故障   主动容错控制  

描述： 针对航空发动机传感器的硬故障和软故障,在模型预测控制(model predictive control,MPC)的基础之上,提出了一种调整参考轨迹的主动容错控制(fault tolerant control,FTC)方法。首先,使用故障诊断(fault detection and diagnosis,FDD)单元诊断出故障信息;然后,监控决策机制根据故障信息在线的调整参考轨迹;最后,控制器通过调整控制量使输出跟踪新的参考轨迹,从而实现传感器故障的主动容错控制。同时,对CMPASS—90K涡扇发动机进行了主动容错控制仿真,验证了所提方法的有效性;并分析了容错效果的影响因素。

基于MPC的航空发动机传感器容错控制

作者： 白杰   王倩   王伟   刘程   来源： 计算机仿真 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 模型预测控制   容错控制   故障诊断   有效性因子  

描述： 基于MPC的航空发动机传感器容错控制

基于小波神经网络的航空发动机传感器故障诊断

作者： 白杰   张正   王伟   孙晓楠   来源： 机床与液压 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 小波变换   容错控制   神经网络   改进粒子群优化算法   传感器  

描述： 航空发动机传感器故障诊断系统对于保证航空发动机控制系统可靠性和安全性至关重要,针对传统基于发动机模型的传感器故障诊断中存在建模精度不足导致故障诊断存在误诊和漏诊的问题,提出以小波变换和神经网络为基础,使用正常传感器预测故障传感器值。通过对比传感器输出和神经网络预测值的残差来实现传感器的故障诊断,其中神经网络可以在传感器故障后估计出正常的模拟信号代替故障信号供发动机控制系统使用,实现航空发动机控制系统的容错控制;使用改进粒子群优化算法优化BP神经网络的阈值和权值,以提高神经网络诊断和预测信号精度。仿真结果表明:该方法可以有效完成故障诊断,减少漏诊和误诊的发生。

基于小波神经网络的航空发动机传感器故障诊断

作者： 白杰   张正   王伟   孙晓楠   来源： 机床与液压 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 小波变换   容错控制   神经网络   改进粒子群优化算法   传感器  

描述： 航空发动机传感器故障诊断系统对于保证航空发动机控制系统可靠性和安全性至关重要,针对传统基于发动机模型的传感器故障诊断中存在建模精度不足导致故障诊断存在误诊和漏诊的问题,提出以小波变换和神经网络为基础,使用正常传感器预测故障传感器值。通过对比传感器输出和神经网络预测值的残差来实现传感器的故障诊断,其中神经网络可以在传感器故障后估计出正常的模拟信号代替故障信号供发动机控制系统使用,实现航空发动机控制系统的容错控制;使用改进粒子群优化算法优化BP神经网络的阈值和权值,以提高神经网络诊断和预测信号精度。仿真结果表明:该方法可以有效完成故障诊断,减少漏诊和误诊的发生。

面向不同任务类型耦合的航空发动机过渡态控制算法研究

作者： 韩郑弘     薛焱洁     姜博     刘帅     王伟     白杰.   来源： 第七届空天动力联合会议暨中国航天第三专业信息网第四十三届技术交流会论文集（第四册） 年份： 2023 文献类型 ： 会议论文 关键词： 性能指标函数   权重函数   变权重   NOx   任务类型   附加任务   权重系数   控制算法   发动机模型  

描述： 本文面向航空发动机过渡态控制中的多任务耦合情况,定义了一类除传统的推力响应任务、安全性任务外的附加任务,以实现一类可被合适的燃油流量输入所改善的发动机性能指标的优化,并依据附加任务对推力响应速度的促进作用或抑制作用将附加任务分为对推力响应任务具有积极影响的正向附加任务和消极影响的反向附加任务两类,同时设计附加任务类别判断方法。随后,针对难以与推力响应任务相兼顾的一类反向附加任务,本文提出了一种变权重状态相关黎卡提方程(state-dependent Riccati equation, SDRE)控制算法,建立含耦合状态变量权重系数的变权重性能指标指标函数以根据航空发动机过渡态中的状态变量实时调整控制算法参数,设计了一种基于遗传算法的参数寻优方法,该方法通过将所要求的控制系统调节时间作为惩罚项置于适应度函数中,得到可以表征状态变量和权重系数间映射关系的变权重函数的系数,从而得到优化后的变权重函数。通过对改变不同状态变量下权重系数所构成的性能指标函数进行求解,即可得到所需的过渡态控制率,以实现在不影响系统推力响应时间的情况下完成附加任务。以热力型NOx低排放控制为例对AGTF30型号发动机进行仿真,在某工况下,所提出的控制算法可以在不影响推力响应时间的情况下降低0.66%的NOx排放。