航空发动机简化实时模型仿真研究

在航空发动机数控系统研制中，由于缺乏详细的发动机部件特性数据，建立精确的航空发动机部件级模型非常困难。本文根据某型发动机地面试车稳态数据和动态数据，建立了航空发动机简化数学模型。稳态模型采用插值算法，动态模型采用动态系数法。所建立的模型框架灵活，算法简单，具有实时性。开展了发动机从起动到最大状态的稳态仿真和动态仿真，结果表明模型的稳态误差小于1％，较好地满足了发动机数控系统早期半物理仿真的需求。     

功率型NiMH动力电池组建模研究

选取合适的动力电池模型用于混合动力汽车控制策略设计和性能仿真.比较分析了基于等效电路的电压-内阻模型和PNGV动态模型,提出了基于测试数据的特性场模型.以功率型NiMH动力电池组为例,进行了模型参数的辨识.仿真结果与实验结果对比表明:特性场模型和PNGV动态模型具有相近的精度,但PNGV动态模型的精度与模型参数的辨识结果密切相关,电压-内阻模型简单适用于稳态仿真.     

基于MATLAB的飞行模拟器发动机地面启动过程仿真建模

简要介绍了飞行模拟器中发动机地面启动过程的特点。重点分析了发动机地面启动过程的建模方法,以保证满足飞行模拟器对发动机系统地面启动过程仿真精度的要求。本文以某民航飞机涡轮风扇发动机为例,建立了飞行模拟器的发动机地面启动过程数学模型,并运用MATLAB对其进行仿真建模。研究结果表明运用MATLAB对本文提出的数学模型进行仿真建模,其仿真精度可以达到飞行模拟器对发动机启动过程的精度要求。     

面向飞行训练模拟器的航空发动机建模研究

建立精确的民航发动机性能模型有利于高逼真度的飞行仿真。基于Matlab/Simulink平台,依照CCAR-60对发动机的建模要求,分别建立了针对CFM-56发动机的推力、低压/高压转子转速、排气温度等模型。提出推力等级预设法,通过预设6个典型推力等级,更贴合民航飞行的实际情况,在保证动态性能的同时提高了模型的逼真度。最后,运用飞机着陆的真实环境和操纵数据对模型进行了验证,效果良好。     

某型飞机通用液压源系统建模和性能分析

利用EASY5的通用函数库和液压控制库,建立了某型飞机通用液压源系统仿真模型,并得到了稳态计算和瞬态仿真结果.仿真结果与试验数据基本吻合,对飞机液压系统设计与改进具有同样参考价值,相对以往飞机液压系统的稳态和动态性能评估主要依据经验和实验数据, 仿真计算能够更全面及时地了解系统性能,对系统性能进行设计优化,可部分替代地面试验.说明了EASY5对液压系统压力源的建模和仿真是可行和有效的.提供的仿真结果对新型飞机液压系统设计具有参考价值.     

基于UML—OOPN的可重构制造单元建模

以可重构制造单元为研究对象，以实现其可重组性为研究目标。提出了一种集成标准建模语言UML和面向对象Petri网的建模方法－UML－OOPN，该方法同时具备了标准建模语言UML和Petri网的优点，不仅能够提供了支持需求分析，模型描述和设计，模型分析和仿真，直至模型实现的一块化框架，而且所建立的系统模型具有较好的可重用性和可扩展性。     

灾害气候下交通枢纽滞留旅客转移模型仿真研究

在概要介绍应急管理和多主体仿真建模与分析工具应用情况的基础上,针对灾害气候中各重要交通枢纽(汽车站、火车站、机场)有大面积人群滞留的情况,采用贝叶斯网络和影响图作为建模工具,研究和设计了滞留旅客转移决策过程模型,并采取面向对象的设计方法,使用Java语言在R epast平台下建立该问题的多主体仿真模型。通过仿真数据分析滞留旅客在各个交通枢纽的转移模式,并提出优化方案,进而为政府应急管理决策提出政策建议。     

涡轴发动机整机S2参数化流道造型及数值仿真

建立了一种涡轴发动机整机S2参数化流道造型方法,采用某S2数值仿真软件完成了某涡轴发动机的整机计算.计算表明S2参数化流道造型方法简单、有效,仿真软件对涡轴发动机进行整机稳态计算的精度基本满足计算要求,为涡轴发动机整机多学科设计优化奠定了基础.     

一种面向对象的产品结构与配置管理

面向对象的建模方法是目前较为先进的建模方法之一，本文针对目前产品数据管理（Product data man-agement）系统中的产品结构与配置管理模块存在的一些不足，根据面向对象建模的思想提出了一种基于一类产品的结构模型，即产品类属模型，以此为基础，提取产品类属模型中的各实体并建立相应的类，从而实现一种面向对象的产品结构与配置管理。     

发动机复合模型及其在飞/推综合优化控制中的应用(英文)

研究了飞/推综合控制系统的在线优化实时性问题。提出将机载发动机复合模型与序列二次规划(Sequential quadratic programming,SQP)算法结合应用于飞/推综合优化控制的策略。首先,设计适用于全包线范围并可大幅度缩短优化时间的发动机稳态复合模型,然后基于SQP算法将该模型应用到发动机性能寻优控制中,包括最大推力和最小油耗优化模式,从而更加有效地完成各种不同的飞行任务。通过飞机巡航、平飞加速等仿真实验,表明了该优化控制方案能够在具有较好优化效果的前提下,明显提高飞/推综合控制系统的优化实时性。     

基于神经网络的航空发动机全包线PID控制

提出一种基于神经网络的航空发动机全包线PID控制器参数整定方法,在全包线内选定若干离线整定点,在这些点离线整定PID控制器参数kp,ki,kd.以离线整定点参数为训练样本,离线训练BP神经网络,该网络可映射高度H,马赫数Ma与kp,ki,kd的非线性关系,便可用该网络在线整定包线内任意点的kp,ki,kd.用发动机非线性部件级模型为被控对象的数字仿真表明,用上述方法设计的发动机PID控制器在全包线内,都能获得理想的动静态品质.该方法简单易行,效果好,具有实用价值.     

Aeroengine Nonlinear Sliding Mode Control Based on Artificial Bee Colony Algorithm

For a class of aeroengine nonlinear systems,a novel nonlinear sliding mode controller(SMC)design method based on artificial bee colony(ABC)algorithm is proposed.In view of the strong nonlinearity and uncertainty of aeroengines,sliding mode control strategy is adopted to design controller for the aeroengine.On basis of exact linearization approach,the nonlinear sliding mode controller is obtained conveniently.By using ABC algorithm,the parameters in the designed controller can be tuned to achieve optimal performance,resulting in a closedloop system with satisfactory dynamic performance and high steady accuracy.Simulation on an aeroengine verifies the effectiveness of the presented method.     

基于试车数据的发动机神经网络模型

利用人工神经网络对某型航空发动机在全飞行包线内的稳态、动态特性(非加力状态)进行建模,网络的训练样本来自该发动机在高空试车台的试车数据。模型的输入量包括燃油流量、喷口面积、高度及马赫数,输出量则包括高、低压转子的转速及各截面的温度和压力。计算表明,当具有足够的训练样本时,神经网络模型不仅在整个飞行包线内具有较高的稳态、动态精度,而且具有较好的实时性。     

采用CARS试验技术与UFPV数值方法研究航空发动机燃烧室

在自主开发的软件平台上，采用基于URANS的方法计算航空发动机燃烧室的三维两相燃烧流动，考虑了液态燃油从液膜-液滴-燃气-燃烧的完整物理化学过程。其中，颗粒相采用LISA一次破碎模型，KH-RT二次破碎模型和标准的蒸发模型，湍流燃烧模型采用可以考虑非稳态燃烧特性的非稳态火焰面/反应进度变量方法，得到了航空发动机燃烧室中温度、组分浓度和燃油液滴的颗粒直径分布规律。同时，采用CARS光学手段测量燃烧室主燃区的温度分布，并将数值计算结果与光学试验测量值进行比较，数值计算结果和试验值吻合较好，数值计算误差小于7.3%。说明了本文的数值计算方法和UFPV方法在计算航空发动机燃烧室的两相燃烧流动时具有较高的精度。     

航空发动机全包线鲁棒变增益LPV控制律设计

提出了一种结合多胞形鲁棒变增益控制综合技术和基于系统广义距离的调度策略的航空发动机全包线控制方法。利用雅克比线性化方法获得包线内多点的发动机线化模型,将这些点作为多胞形模型的顶点,并利用多胞形鲁棒变增益控制综合技术设计顶点控制器。引入能够反映系统广义距离的间隙度量来计算包线内其他点的凸分解系数,结合顶点控制器实现全包线内发动机中间状态高压转速控制。全包线内的仿真结果表明,采用该控制方法能够满足航空发动机中间状态控制要求,具有较好的鲁棒性和跟踪性能,同时保证了控制器在全包线范围的稳定性。     

双旋流燃烧室两相喷雾试验和数值研究

采用粒子场脉冲激光全息技术对航空发动机燃烧室中的雾化场进行了测量，得到了燃烧室中燃油液滴直径的空间分布，从而对燃烧室中的雾化过程进行了研究。自主开发完成了适用于航空发动机燃烧室的三维两相数值计算平台，建立了首次雾化模型和二次雾化模型。基于LISA模型和KH-RT模型，对燃烧室中的首次雾化过程和二次雾化过程进行了数值模拟，得到了燃烧室中液雾的空间分布。通过将计算结果与试验结果进行对比，显示开发完成的雾化模型能很好的模拟高温高压，强旋流条件下航空发动机燃烧室的整个喷雾雾化过程。     

基于非线性补偿的涡扇发动机MRAC控制(英文)

以工程应用为目的,采用输入输出模型参考自适应控制方法设计了航空发动机转速模型参考自适应控制器(Model reference adaptive control,MRAC)。针对发动机的非线性特性,设计了函数连接型神经网络补偿器。开展了控制器实物在回路仿真试验,结果表明基于非线性补偿的MRAC在包线内具有良好的动静态性能,对于发动机及其工作环境的非线性具有良好的补偿能力和适应性,验证了自适应控制方法在航空发动机工程应用中的有效性。     

发动机数控系统含实物电子仿真

发动机数控系统含实物电子仿真是用真实的数字控制器与发动机实时数学模型构成闭环仿真系统，控制器接口所需要的各种传感器信号及机械液压供油装置和喷口控制装置由电子模模拟，从而为数字控制器提供基本运行环境。本文研究了发动机数控系控制规律和控制逻辑，，检测了数字控制器软件硬件的工作性能，表明含实物电子仿真试验具有试验成本低，风险小等特点，是发动机数字控制器研制过程中一个重要环节。     

基于小波神经网络的航空发动机建模研究

提出将多个多输入单输出小波神经网络(WNN)组合构造多输入多输出(MIMO)的WNN来逼近MIMO非线性动态系统的快速而简单的实现方法，并采用高效率的初始化方法缩短了训练时间。采用某型航空发动机在飞行包线内均匀分布的工作点参数来训练，建立了全包线适用的动态小波神经网络航空发动机模型，用交叉验证的方法检验表明在全包线内有较高的精度及泛化能力。与反传算法神经网络(BPNN)、径向基函数神经网络(RBFNN)建立的动态模型在精度及泛化能力等方面做比较，结果表明WNN建立的模型训练精度高而且泛化能力强。