基于智能算法的变循环发动机性能优化研究
发布时间：2021-12-18 00:25
变循环发动机是一种高度复杂和精密的热力机械,区别于传统航空发动机,其通过可调部件的变化改善发动机各部件之间以及发动机与进排气系统之间的匹配,从而使得发动机能够更好地兼顾不同飞行状态下飞行器对动力系统的需求。变循环发动机可调参数多、耦合性强,传统的控制规律难以充分挖掘发动机的潜在性能。本论文基于智能优化算法开展变循环发动机典型工况下的性能优化研究,在保证变循环发动机安全裕度的条件下,充分发掘发动机性能,使其达到巡航状态下低油耗、机动状态下快速响应的目的。本论文的主要研究内容包括:(1)提出基于灰狼优化算法和粒子群算法的变循环发动机稳态优化方法。在油门杆角度给定并且发动机达到稳态时,首先通过灵敏度分析,选取对优化目标有显著提升的可调部件优化变量。进一步,分别通过灰狼优化算法及粒子群算法对变循环发动机的可变输入控制量进行寻优搜索,使其在不超温、不超转、不喘振的情况下,稳态输出推力达到最大。仿真结果表明,在不同的典型工况下,发动机推力稳态值平均较优化前提升5%,所提算法可有效解决变循环发动机多变量优化问题。(2)提出一种基于全局大规模优化技术的变循环发动机过渡态优化方法。在油门杆角度变化时,采...
【文章来源】： 大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：59 页
【文章目录】：
摘要
Abstract
常用英文对照表
1 绪论
1.1 研究的目的和意义
1.2 变循环发动机的研究与发展现状
1.2.1 国外变循环发动机的研究与发展现状
1.2.2 国内变循环发动机的研究与发展现状
1.3 本文主要研究内容及安排
2 变循环发动机模型及性能优化
2.1 变循环发动机模型
2.2 性能优化问题分析
2.3 本章小结
3 变循环发动机稳态过程性能优化
3.1 稳态优化问题分析及优化目标选取
3.2 性能寻优预处理
3.2.1 罚函数选取
3.2.2 归一化处理
3.2.3 灵敏度分析
3.3 基于群智能搜索算法的稳态优化
3.3.1 基于灰狼优化算法的稳态优化
3.3.2 基于粒子群优化算法的稳态优化
3.4 仿真结果与分析
3.4.1 典型工况1:PLA=55,H=0,Ma=0,性能未退化
3.4.2 典型工况2:PLA=55,H=0,Ma=0,性能退化
3.5 本章小结
4 变循环发动机动态过程性能优化
4.1 过渡态优化问题分析与转化
4.2 全局大规模优化问题
4.3 竞争粒子群算法
4.4 基于竞争粒子群算法的过渡态优化
4.4.1 选取待优化变量
4.4.2 确定搜索上下限
4.4.3 评价函数
4.4.4 其他参数确定
4.4.5 优化结束条件
4.5 仿真结果及分析
4.5.1 典型工况1:PLA40至50 H=0,Ma=0,不开加力
4.5.2 典型工况2:PLA40至80 H=0,Ma=0,开加力
4.5.3 典型工况3:PLA40至120 H=0,Ma=0 完全推力
4.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于飞发一体化的自适应循环发动机参数优化研究 [J]. 马松,谭建国,王光豪,张志伟. 推进技术. 2018(08)
[2]建模不确定性下变循环发动机自适应控制器设计 [J]. 李嘉,李华聪,韩小宝,王淑红. 推进技术. 2018(04)
[3]基于射影算子的变循环发动机鲁棒自适应控制器设计 [J]. 李嘉,李华聪,韩小宝,王淑红. 推进技术. 2018(02)
[4]FLADE变循环发动机模态转换过程特性分析 [J]. 张晓博,王占学,周红. 推进技术. 2018(01)
[5]变循环发动机稳态控制规律设计的新方法 [J]. 陈玉春,贾琳渊,任成,周超. 推进技术. 2017(10)
[6]基于近似模型的变循环发动机稳态性能分析及优化 [J]. 韩佳,苏桂英,张跃学. 燃气涡轮试验与研究. 2017(03)
[7]基于SQCQP算法的变循环发动机性能寻优控制 [J]. 聂友伟,李秋红,王元,顾书文. 北京航空航天大学学报. 2017(12)
[8]变循环发动机双涵道模式下变几何控制探索 [J]. 骆广琦,管磊,曾剑臣,吴涛,胡砷纛. 推进技术. 2017(05)
[9]基于蜂群算法的变循环发动机最小耗油率优化 [J]. 骆广琦,李游,吴涛,胡砷纛,曾剑臣. 航空发动机. 2016(01)
[10]变循环发动机完全分布式控制 [J]. 谢振伟,郭迎清,姜彩虹,田飞龙,李睿超. 航空学报. 2016(06)
博士论文
[1]变循环发动机建模及性能寻优控制技术研究[D]. 王元.南京航空航天大学. 2015
硕士论文
[1]变循环发动机部件级建模技术研究[D]. 王韶昌.南京航空航天大学. 2017
[2]变循环发动机变几何部件机构学设计方法与新机型研究[D]. 郭令.上海交通大学. 2014
[3]变几何涡轮叶栅气动性能研究[D]. 尹升奇.哈尔滨工程大学. 2009
[4]变循环发动机控制半物理仿真研究[D]. 赵敏静.北方工业大学. 2008
[5]变几何发动机稳态性能计算研究[D]. 林雪平.西北工业大学. 2004
本文编号：3541254
【文章来源】： 大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：59 页
【文章目录】：
摘要
Abstract
常用英文对照表
1 绪论
1.1 研究的目的和意义
1.2 变循环发动机的研究与发展现状
1.2.1 国外变循环发动机的研究与发展现状
1.2.2 国内变循环发动机的研究与发展现状
1.3 本文主要研究内容及安排
2 变循环发动机模型及性能优化
2.1 变循环发动机模型
2.2 性能优化问题分析
2.3 本章小结
3 变循环发动机稳态过程性能优化
3.1 稳态优化问题分析及优化目标选取
3.2 性能寻优预处理
3.2.1 罚函数选取
3.2.2 归一化处理
3.2.3 灵敏度分析
3.3 基于群智能搜索算法的稳态优化
3.3.1 基于灰狼优化算法的稳态优化
3.3.2 基于粒子群优化算法的稳态优化
3.4 仿真结果与分析
3.4.1 典型工况1:PLA=55,H=0,Ma=0,性能未退化
3.4.2 典型工况2:PLA=55,H=0,Ma=0,性能退化
3.5 本章小结
4 变循环发动机动态过程性能优化
4.1 过渡态优化问题分析与转化
4.2 全局大规模优化问题
4.3 竞争粒子群算法
4.4 基于竞争粒子群算法的过渡态优化
4.4.1 选取待优化变量
4.4.2 确定搜索上下限
4.4.3 评价函数
4.4.4 其他参数确定
4.4.5 优化结束条件
4.5 仿真结果及分析
4.5.1 典型工况1:PLA40至50 H=0,Ma=0,不开加力
4.5.2 典型工况2:PLA40至80 H=0,Ma=0,开加力
4.5.3 典型工况3:PLA40至120 H=0,Ma=0 完全推力
4.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于飞发一体化的自适应循环发动机参数优化研究 [J]. 马松,谭建国,王光豪,张志伟. 推进技术. 2018(08)
[2]建模不确定性下变循环发动机自适应控制器设计 [J]. 李嘉,李华聪,韩小宝,王淑红. 推进技术. 2018(04)
[3]基于射影算子的变循环发动机鲁棒自适应控制器设计 [J]. 李嘉,李华聪,韩小宝,王淑红. 推进技术. 2018(02)
[4]FLADE变循环发动机模态转换过程特性分析 [J]. 张晓博,王占学,周红. 推进技术. 2018(01)
[5]变循环发动机稳态控制规律设计的新方法 [J]. 陈玉春,贾琳渊,任成,周超. 推进技术. 2017(10)
[6]基于近似模型的变循环发动机稳态性能分析及优化 [J]. 韩佳,苏桂英,张跃学. 燃气涡轮试验与研究. 2017(03)
[7]基于SQCQP算法的变循环发动机性能寻优控制 [J]. 聂友伟,李秋红,王元,顾书文. 北京航空航天大学学报. 2017(12)
[8]变循环发动机双涵道模式下变几何控制探索 [J]. 骆广琦,管磊,曾剑臣,吴涛,胡砷纛. 推进技术. 2017(05)
[9]基于蜂群算法的变循环发动机最小耗油率优化 [J]. 骆广琦,李游,吴涛,胡砷纛,曾剑臣. 航空发动机. 2016(01)
[10]变循环发动机完全分布式控制 [J]. 谢振伟,郭迎清,姜彩虹,田飞龙,李睿超. 航空学报. 2016(06)
博士论文
[1]变循环发动机建模及性能寻优控制技术研究[D]. 王元.南京航空航天大学. 2015
硕士论文
[1]变循环发动机部件级建模技术研究[D]. 王韶昌.南京航空航天大学. 2017
[2]变循环发动机变几何部件机构学设计方法与新机型研究[D]. 郭令.上海交通大学. 2014
[3]变几何涡轮叶栅气动性能研究[D]. 尹升奇.哈尔滨工程大学. 2009
[4]变循环发动机控制半物理仿真研究[D]. 赵敏静.北方工业大学. 2008
[5]变几何发动机稳态性能计算研究[D]. 林雪平.西北工业大学. 2004
本文编号：3541254
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/hangkongsky/3541254.html
