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中国航空科学基金(2010ZB52011)

作品数:10 被引量:57H指数:5
相关作者:张海波王健康黄向华孙健国吴伟超更多>>
相关机构:南京航空航天大学中国航空工业集团公司北京控制工程研究所更多>>
发文基金:中国航空科学基金中央级公益性科研院所基本科研业务费专项国家自然科学基金更多>>
相关领域:航空宇航科学技术自动化与计算机技术电气工程更多>>

文献类型

  • 10篇中文期刊文章

领域

  • 9篇航空宇航科学...
  • 1篇电气工程
  • 1篇自动化与计算...

主题

  • 3篇涡轴发动机
  • 2篇预测控制
  • 2篇支持向量
  • 2篇直升
  • 2篇直升机
  • 2篇稳定性控制
  • 2篇向量
  • 2篇鲁棒
  • 2篇发动机
  • 2篇INTEGR...
  • 2篇测控
  • 2篇喘振
  • 1篇多变量
  • 1篇性能寻优控制
  • 1篇序列二次规划
  • 1篇寻优
  • 1篇应急
  • 1篇应急状态
  • 1篇裕度
  • 1篇支持向量回归

机构

  • 8篇南京航空航天...
  • 1篇北京控制工程...
  • 1篇中国航空工业...

作者

  • 8篇张海波
  • 7篇王健康
  • 3篇黄向华
  • 3篇孙健国
  • 1篇段姝婧
  • 1篇陆波
  • 1篇王日先
  • 1篇华伟
  • 1篇李永进
  • 1篇陈国强
  • 1篇吴伟超
  • 1篇严长凯
  • 1篇周骁
  • 1篇陈可

传媒

  • 3篇航空动力学报
  • 2篇航空学报
  • 2篇推进技术
  • 2篇Chines...
  • 1篇Transa...

年份

  • 3篇2013
  • 7篇2012
10 条 记 录,以下是 1-10
排序方式:
An adaptive turbo-shaft engine modeling method based on PS and MRR-LSSVR algorithms被引量:5
2013年
In order to establish an adaptive turbo-shaft engine model with high accuracy, a new modeling method based on parameter selection (PS) algorithm and multi-input multi-output recursive reduced least square support vector regression (MRR-LSSVR) machine is proposed. Firstly, the PS algorithm is designed to choose the most reasonable inputs of the adaptive module. During this process, a wrapper criterion based on least square support vector regression (LSSVR) machine is adopted, which can not only reduce computational complexity but also enhance generalization performance. Secondly, with the input variables determined by the PS algorithm, a mapping model of engine parameter estimation is trained off-line using MRR-LSSVR, which has a satisfying accuracy within 5&. Finally, based on a numerical simulation platform of an integrated helicopter/ turbo-shaft engine system, an adaptive turbo-shaft engine model is developed and tested in a certain flight envelope. Under the condition of single or multiple engine components being degraded, many simulation experiments are carried out, and the simulation results show the effectiveness and validity of the proposed adaptive modeling method.
Wang JiankangZhang HaiboYan ChangkaiDuan ShujingHuang Xianghua
基于喘振裕度估计模型的发动机高稳定性控制被引量:4
2013年
为解决超机动飞行中发动机喘振裕度不可测量的难题,提出一种发动机喘振裕度的建模方法.喘振裕度的模型分为常规飞行时的无畸变模型与超机动飞行时的损失量模型两部分.无畸变模型是基于喘振裕度特征选择算法筛选最优模型输入,以非线性拟合方法建模实现;损失量模型则基于在线攻角预测模型实时评估发动机进口畸变度,进而计算获得.而后利用上述估计模型对发动机的稳定性进行实时预测,在不改变发动机原控制回路的基础上,对涡轮落压比控制指令进行喘振损失补偿,实现高稳定性控制.最后,通过大攻角机动飞行的数字仿真,验证了上述方案可以准确控制发动机喘振裕度在11%~13%,保证了发动机工作的稳定性和高效性.
王健康张海波陈可孙丰勇周骁
关键词:超机动飞行发动机喘振裕度稳定性控制
基于直升机/涡轴发动机综合仿真平台的发动机非线性模型预测控制被引量:8
2012年
基于具有可靠置信度的直升机/涡轴发动机综合仿真平台,研究了涡轴发动机带约束优化的非线性模型预测控制(NMPC)技术。首先通过设计多输出迭代约简最小二乘支持向量回归机(RRLSSVR),训练具有较好实时性、精度及泛化能力的内嵌式预测模型,在高度0~5km、前飞速度0~75m/s范围内模型精度达5‰。其次,考虑了扭矩、燃油流量、动力涡轮转速、燃气涡轮转速等综合信息及相关约束对控制效果的影响,利用在线序列二次规划(SQP)算法实现滚动优化控制,而后加入目标转速偏差的积分项以消除静差,保证输出恒定。最后,通过对直升机进行机动飞行大扰动仿真验证了该预测控制器对扰动的抑制能力,相比传统串级PID控制,能够显著降低动力涡轮转速下垂/超调量,达到更好的控制品质。
王健康张海波黄向华陆波
关键词:直升机涡轴发动机非线性模型预测控制支持向量回归机序列二次规划串级PID控制
一种航空发动机多变量自抗扰解耦控制律设计被引量:6
2012年
研究了航空发动机多变量解耦控制律设计问题。提出了一种用于航空发动机多回路控制的多变量自抗扰解耦控制算法:首先通过静态解耦算法实现多变量耦合系统的静态解耦,而后通过ADRC非线性扩张观测器的补偿控制实现各回路的动态解耦,最终实现复杂多变量耦合系统的解耦控制。以某涡扇发动机非线性部件级实时数学模型为被控对象,基于上述多变量自抗扰解耦控制算法设计了发动机中间状态以上多变量控制律。在全包线内,与基于增广LQR控制方法设计发动机闭环系统,进行了对比研究。数字仿真结果表明,前者使得发动机闭环系统具有更好的指令跟踪和多回路解耦能力。
张海波王健康王日先孙健国
关键词:航空发动机自抗扰控制解耦控制鲁棒性
A New Hybrid Control Scheme for an Integrated Helicopter and Engine System被引量:3
2012年
A new hybrid control scheme is presented with a robust multiple model fusion control(RMMFC) law for a UH-60 helicopter and an active disturbance rejection control(ADRC) controller for its engines.This scheme is a control design method with every subsystem designed separately but fully considering the couplings between them.With three subspaces with respect to forward flight velocity,a RMMFC is proposed to devise a four-loop reference signal tracing control for the helicopter,which escapes the closed-loop system from unstable state due to the extreme complexity of this integrated nonlinear system.The engines are controlled by the proposed ADRC decoupling controller,which fully takes advantage of a good compensation ability for unmodeled dynamics and extra disturbances,so as to compensate torque disturbance in power turbine speed loop.By simulating a forward acceleration flight task,the RMMFC for the helicopter is validated.It is apparent that the integrated helicopter and engine system(IHES) has much better dynamic performance under the new control scheme.Especially in the switching process,the large transient is significantly weakened,and smooth transition among candidate controllers is achieved.Over the entire simulation task,the droop of power turbine speed with the proposed ADRC controller is significantly slighter than with the conventional PID controller,and the response time of the former is much faster than the latter.By simulating a rapid climb and descent flight task,the results also show the feasibility for the application of the proposed multiple model fusion control.Although there is aggressive power demand in this maneuver,the droop of power turbine speed with an ADRC controller is smaller than using a PID controller.The control performance for helicopter and engine is enhanced by adopting this hybrid control scheme,and simulation results in other envelope state give proofs of robustness for this new scheme.
ZHANG HaiboWANG JiankangCHEN GuoqiangYAN Changkai
基于复合模型及FSQP算法的发动机性能寻优控制试验被引量:8
2012年
提出了一种在保证优化效果前提下提高发动机在线性能寻优实时性的方法,即一方面基于相似理论建立了适用于非加力状态的发动机复合稳态模型,在优化过程中替代原部件级模型以缩短优化计算时间,另一方面采用先进的可行性序列二次规划算法寻求全局最优解,以提高优化精度。最终实现了上述方案在最小油耗模式及最大推力模式下的数字仿真及半物理模拟验证,相比于传统的基于发动机部件级模型进行性能寻优控制,其优化精度相当,但优化实时性得到大幅度提高,从仿真结果可以看出上述方案的有效性及可行性。
王健康张海波孙健国黄向华
关键词:发动机性能寻优控制半物理模拟试验
一种基于发动机喘振实时模型的主动稳定性控制方法被引量:12
2013年
提出了涡扇发动机喘振实时模型建立方法,该模型考虑了发动机容腔的容积动力学效应,风扇、压气机的失速区特性,燃烧室的熄火特性,同时建立了发动机进口总温畸变、总压畸变及组合畸变模型;提出了一种基于压力相关度测量的发动机主动稳定性控制技术,通过测量压气机转子叶片尖端区域的压力相关度,得到相关度值穿越阈值的次数,根据穿越阈值次数与喘振裕度值固有的特性关系,得到压气机的喘振裕度,进而通过鲁棒控制方法设计了主动稳定性控制律,并进行了仿真研究,结果表明:相比于常规控制,基于压力相关度测量主动稳定性控制可以实现发动机过渡态过程中压缩系统不进喘,明显提高了发动机过渡态的动态性能.
张海波华伟吴伟超
关键词:失速特性
一种涡轴发动机系统应急状态快速响应控制方法被引量:5
2012年
针对直升机应急状态下特殊快速响应需求,基于涡轮放气原理,提出了一种新的应急状态快速响应控制方法.在应急状态下,除了燃油控制外,同时将涡轮放气量作为发动机控制变量,采用多变量鲁棒方法设计了应急状态直升机/涡轴发动机三变量快速响应控制器,该综合控制方法不仅实现了直升机垂飞通道的控制,而且在保持输出功率通道稳定,即自由涡轮转速恒定的前提下,借助于涡轮放气实现了燃气涡轮转速的闭环控制,有效实现了发动机功率快速跟随能力.最后,以直升机UH-60/涡轴发动机T700综合模型为对象,仿真验证了在直升机应急状态急升-急降过程中,直升机垂飞速度、发动机自由涡轮转速以及燃气涡轮转速跟踪指令的情况,结果表明:相比传统的PID(proportional integration differential)控制,基于快速响应控制方法建立的闭环系统响应迅速,动静态品质良好,能够达到直升机应急状态的特殊设计要求.
陈国强张海波严长凯王健康
关键词:涡轴发动机直升机应急状态快速响应鲁棒控制
APPLICATION OF HYBRID AERO-ENGINE MODEL FOR INTEGRATED FLIGHT/PROPULSION OPTIMAL CONTROL被引量:4
2012年
The real-time capability of integrated flight/propulsion optimal control (IFPOC) is studied. An appli- cation is proposed for IFPOC by combining the onboard hybrid aero-engine model with sequential quadratic pro- gramming (SQP). Firstly, a steady-state hybrid aero-engine model is designed in the whole flight envelope with a dramatic enhancement of real-time capability. Secondly, the aero-engine performance seeking control including the maximum thrust mode and the minimum fuel-consumption mode is performed by SQP. Finally, digital simu- lations for cruise and accelerating flight are carried out. Results show that the proposed method improves real- time capability considerably with satisfactory effectiveness of optimization.
王健康张海波孙健国李永进
关键词:AERO-ENGINE
基于在线滚动LS-SVR的涡轴发动机混合预测控制被引量:8
2012年
提出了一种串级PID+非线性模型预测控制(NMPC)的混合控制方案,用于涡轴发动机控制系统中。其中:主控制回路采用串级PID控制器以消除静差保证系统稳定;带约束优化的预测控制器则用于实时燃油补偿,以增强发动机系统对直升机功率需求的快速跟随能力。该预测控制器是基于在线预测模型实现,首先在VC环境下设计在线滚动最小二乘支持向量回归机(OSLS-SVR),在线训练高精度、实时性好的内嵌式预测模型,其测试精度可达3‰;而后利用该模型与序列二次规划(SQP)算法完成滚动优化,建立预测控制器;最后,在UH-60A直升机/T700涡轴发动机综合模型仿真环境下,通过模拟直升机大幅急速升降操作,验证了该混合预测控制方案对大扰动具有较强的抑制能力及鲁棒性,从而使直升机获得更好的机动性能。
王健康张海波黄向华段姝婧
关键词:涡轴发动机控制系统混合控制预测控制支持向量机
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