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基于变导叶调节的涡扇发动机加速过程优化控制

郑前钢 张海波 叶志锋 缪丽祯

郑前钢, 张海波, 叶志锋, 缪丽祯. 基于变导叶调节的涡扇发动机加速过程优化控制[J]. 航空动力学报, 2016, 31(11): 2801-2808. doi: 10.13224/j.cnki.jasp.2016.11.031
引用本文: 郑前钢, 张海波, 叶志锋, 缪丽祯. 基于变导叶调节的涡扇发动机加速过程优化控制[J]. 航空动力学报, 2016, 31(11): 2801-2808. doi: 10.13224/j.cnki.jasp.2016.11.031
ZHENG Qian-gang, ZHANG Hai-bo, YE Zhi-feng, MIAO Li-zhen. Acceleration process optimization control of turbofan engine based on variable guide vane adjustment[J]. Journal of Aerospace Power, 2016, 31(11): 2801-2808. doi: 10.13224/j.cnki.jasp.2016.11.031
Citation: ZHENG Qian-gang, ZHANG Hai-bo, YE Zhi-feng, MIAO Li-zhen. Acceleration process optimization control of turbofan engine based on variable guide vane adjustment[J]. Journal of Aerospace Power, 2016, 31(11): 2801-2808. doi: 10.13224/j.cnki.jasp.2016.11.031

基于变导叶调节的涡扇发动机加速过程优化控制

doi: 10.13224/j.cnki.jasp.2016.11.031
基金项目: 

航空基金(20142152022);江苏省普通高校研究生科研创新计划(中央高校基本科研业务费专项资金)(KYLX16-0397)

详细信息
    作者简介:

    郑前钢(1990-),男,福建三明人,博士生,主要从事航空发动机建模与控制的研究.E-mail:zh_zhqg@163.com

  • 中图分类号: V231

Acceleration process optimization control of turbofan engine based on variable guide vane adjustment

  • 摘要: 提出了一种利用变导叶调节,基于可行序列二次规划算法的涡扇发动机加速过程优化控制方法.研究发现,通过在发动机加速过程中对压缩部件导叶角度的适应性调节,可以优化压气机和风扇在过渡态的空气流量,使得燃油在满足各方面约束条件下以最大可能的速度增加,从而提升了发动机加速性能.最后,与常规两变量加速过程优化方法进行了对比研究:在相同目标函数和约束条件下,分别进行了两控制量(主燃油和尾喷管喉道面积)、增加风扇导叶调节或压气机变导叶的三控制量的加速优化控制仿真,结果表明,所提出的方法在优化过程中可以使得燃油最大可能速率高于常规方法,且发现压气机导叶角在优化过程的作用优于风扇导叶角,优化后的工作点加速路径紧贴喘振裕度限制边界,且各个约束严格在可行域范围内,3种方案的加速时间分别为5.5,4.9s和4.5s.

     

  • [1] 廉筱纯,吴虎.航空发动机原理[M].西安:西北工业大学出版社,2005.
    [2] 陈耀楚.X型涡扇发动机过渡态寻优控制[D].西安:西北工业大学,2004.
    [3] Litt J S,Lemon K A,Csank J T.A risk management architecture for emergency integrated aircraft control[R].AIAA 2011-1568,2011.
    [4] Liu Yuan,Litt J S,Guo T H.Design and demonstration of emergency control modes for enhanced engine performance[R].AIAA 2013-3625,2013.
    [5] 樊思齐,李华聪,樊丁.航空发动机控制[M].西安:西北工业大学出版社,2008.
    [6] Boggsa P T,Tooleb J W.Sequential quadratic programming for large-scale nonlinear optimization[J].Journal of Computational and Applied Mathematics,2000,124(1/2):123-137.
    [7] 何黎明,樊丁.利用SQP控制涡扇发动机加速过程的多目标最优化研究[J].航空动力学报,2001,16(2):178-181. HE Liming,FAN Ding.Application of SQP multi-object optimization of turbofan engine acceleration control[J].Journal of Aerospace Power,2001,16(2):178-181.(in Chinese)
    [8] 戚学锋,樊丁,陈耀楚.用多目标FSQP算法实现涡扇发动机多变量非线性控制[J].西北工业大学学报,2004,22(5):644-648. QI Xuefeng,FAN Ding,CHEN Yaochu.On a novle multi-objective FSQP algorithm for multi-variable nonlinear control of turbofan engine[J].Journal of Western Polytechanical University,2004,22(5):644-648.(in Chinese)
    [9] 赵琳,樊丁.基于SQP的航空发动机加速规律优化方法[J].推进技术,2010,31(2):216-218. ZHAO Lin,FAN Ding.Acceleration control law optimization in aero engine based on SQP[J].Journal of Propulsion Technology,2010,31(2):216-218.(in Chinese)
    [10] 黄伟.航空发动机高稳定性控制及其在加速控制中的应用[D].南京:南京航空航天大学,2013. HUANG Wei.Research on high stability control of aero-engine and their application in acceleration control[D].Nanjing:Nanjing University of Aeronautics and Astronautics,2013.(in Chinese)
    [11] 戚学锋,樊丁,陈耀楚,等.基于FSQP算法的涡扇发动机多变量最优加速控制[J].推进技术,2004,25(3):233-236. QI Xuefeng,FAN Ding,CHEN Yaochu,et al.Multivariable optimal acceleration control of turbofan engine based on FSQP algorithm[J].Journal of Propulsion Technology,2004,25(3):233-236.(in Chinese)
    [12] ZHU Zhibin. A simple feasible SQP algorithm for inequality constrained optimization[J].Applied Mathematics and Computation,2006,182(2):987-998.
    [13] 袁亚湘,孙文瑜.最优化理论与方法[M].北京:北京科学技术出版社,2001.
    [14] Liang J X.Constrained nonlinear optimal jet engine accelerating control[ R].AIAA 88-3178,1988.
    [15] Garg S,Watts S R.Comparison of multivariable control design techniques for a turbo fan engine control[R].NASA TM-107060,1996.
    [16] 聂恰耶夫.航空动力装置控制规律与特性[M].单凤桐,程振海,译.北京:国防工业出版社,1999.
    [17] 胡骏,吴铁鹰,曹人靖.航空叶片机原理[M].北京:国防工业出版社,2006.
    [18] 胡寿松,王执铨,胡维礼.最优控制理论与系统[M].北京:科学出版社,2005.
    [19] Lawrence C T,Tits A L.A computationally efficient.feasible sequential quadratic programming algorithm[J].SIAM J.OPTIM,2001,11(4):1092-1118.
    [20] Lawrence C T,Tits A L.Nonlinear equality constraints in feasible sequential quadratic programming[J].Optimization Methods and Software,1996,6(4):265-282.
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  • 收稿日期:  2015-11-30
  • 刊出日期:  2016-11-28

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