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变循环发动机多变量控制及性能寻优

徐佩佩  
【摘要】:变循环发动机通过改变自身部件的几何尺寸来适应不同涵道模式下的气动热力循环,从而能够在大飞行包线兼具涡扇、涡喷发动机的性能优势。因此,变循环发动机控制系统的相关研究成为航空发动机技术研究领域的热门方向。教学学习型算法(TLBO)是基于教师教学这一自然现象模拟而来的智能算法,初始种群可通过教师层和学生层进行提升最终得到最优解。算法参数较少,不易陷入局部最优,通过测试函数比较发现教学学习型算法较遗传算法应用广,并能在一般工程应用问题中获得良好应用。对变循环发动机进行特性分析,通过研究其高度特性、速度特性、转速特性以及变几何特性,确定了变循环发动机各个变量对性能参数的定性影响关系,确定了变量可寻优范围。运用教学学习型算法针对变量建立学生种群模型,在种群中不断寻优寻得能使推力最大或者耗油率最小的最优变量值。根据变循环发动机变量与性能参数之间的关系,设定合适的控制规律,选取合适的控制和被控参数,运用PID控制设计出完整的变循环发动机控制系统,在模型设计点处进行两种模式下的稳态控制和过渡态控制仿真。


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