面向在线优化控制的自适应循环发动机非线性建模方法研究

项目名称： 面向在线优化控制的自适应循环发动机非线性建模方法研究

项目编号： No.51206005

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 工程热物理与能源利用学科

项目作者： 陈敏

作者单位： 北京航空航天大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 新概念自适应循环发动机的研制具有划时代的意义，但基于线性模型的控制方法在进行发动机控制时将遇到极大的技术挑战，为了实现全包线范围的精确在线寻优控制,功能独立控制器的数量及需要涉及的代数运算量将会随着控制变量及控制参数的增多呈几何级数的巨量增长。为此,本项目提出了更为灵巧的研究思路-脱离对发动机线性模型的依赖，直接对反映部件匹配物理本质的非线性发动机模型展开研究,尝试实现自适应循环发动机的精确在线寻优控制。由此引出了一系列的研究内容,包括非线性模型的精度、实时性和收敛性问题，多设计点循环参数、部件共用参数和辨识参数的选择方法,复杂优化控制问题的化简和在线求解方法。特别是,通过把握各部件共同工作脉络关系来实现控制模式选取、控制参数选择和优化问题化简的研究思路和方法在国内外尚未见报道。上述工作不仅有助于深刻理解自适应航空发动机的工作机理,而且为其控制规律的在线优化提供了新的技术途径。

中文关键词： 自适应循环发动机；非线性模型；共同工作方程；优化；总体性能

英文摘要： The development of new concept of adaptive cycle engine has the epoch-making significance. However,the control method on the basis of the linear models for this engine will encounter such technical bottleneck that the number of the independent functional controllers and the quantity of the involved algebraic computation encounter geometrical explosion with the increase of the number of the control variables and controlled parameters, in order to realize accurate on-line optimal control. To solve this problem, in this research proposal, a smart idea was put forward that the nonlinear engine model ,reflecting the physical matching essence of the engine components, rather than the linear engine model was investigated in order to realize accurate on-line optimal control of the engine. This leads to a series of research contents shown as follow, 1) The study of the accuracy, real-time performance and the convergence of the nonlinear model 2) Selection method for multiple design point cycle parameters, design parameters for shared components 3) Selection of measurement parameters for the engine identification 4) The simplification study of the complex optimal control problems and the corresponding on-line solving method On particular, the method, utilized in the selection of control mode selection, control para

英文关键词： Adaptive Cycle Engine；nonlinear model；conponents matching equation；optimization；overall performance