航空发动机鲁棒线性变参数滤波器设计 被引量：2

1

作者 韩小宝 王仲生 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期209-212,245,共5页

针对航空发动机线性变参数(LPV)模型部件性能参数估计问题,给出了一种新的鲁棒LPV滤波器设计方法。基于参数依赖的二次Lyapunov函数及仿射二次稳定性概念得到了稳定且满足H∞性能指标滤波器存在的充分条件,利用函数多凸性概念将其转化... 针对航空发动机线性变参数(LPV)模型部件性能参数估计问题,给出了一种新的鲁棒LPV滤波器设计方法。基于参数依赖的二次Lyapunov函数及仿射二次稳定性概念得到了稳定且满足H∞性能指标滤波器存在的充分条件,利用函数多凸性概念将其转化为线性矩阵不等式(LMI)约束下的常规凸优化问题,得到了滤波器的解。针对某型退化涡扇发动机部件性能参数估计的仿真结果表明,该滤波器的精度和鲁棒性满足设计要求。 展开更多

关键词 航空发动机 参数估计 线性变参数系统 鲁棒滤波器

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二组分生姜复合抗氧化剂抑制大肠杆菌作用初探 被引量：9

2

作者 郭艳华 丁小智 +2 位作者 董映兰 罗伍明 韩小宝 《中国酿造》 CAS 北大核心 2009年第5期46-49,共4页

以生姜提取物为主要原料,茶叶和荸荠皮提取物、柠檬酸、抗坏血酸等原料组合为生姜复合抗氧化剂,研究对大肠杆菌的抑菌作用,测定抑菌作用最强组成和配比的复合物,其抑菌活性与热稳定性、总黄酮含量的关系。结果表明,生姜提取物中含有黄... 以生姜提取物为主要原料,茶叶和荸荠皮提取物、柠檬酸、抗坏血酸等原料组合为生姜复合抗氧化剂,研究对大肠杆菌的抑菌作用,测定抑菌作用最强组成和配比的复合物,其抑菌活性与热稳定性、总黄酮含量的关系。结果表明,生姜提取物中含有黄酮类化合物;当总浓度相同时,二组分复合物比单组分生姜提取物的抑菌效果更好,而二组分复合物中抑菌活性最强的组成为:生姜提取物+柠檬酸;最佳质量配比为:生姜提取物∶柠檬酸为11∶9;该复合物中总黄酮含量与抑菌效果无明显关系;经热处理后的生姜复合抗氧化剂的抑菌活性没有明显变化。 展开更多

关键词 生姜 提取物 生姜复合抗氧化剂 大肠杆菌 抑菌作用

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航空发动机线性变参数建模方法研究 被引量：16

3

作者 李华聪 王鑫 +1 位作者 韩小宝 孙有田 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期418-421,共4页

针对航空发动机增益调度控制技术使用的线性变参数(Linear Parameter Varying-LPV)模型,研究了两种LPV建模方法—雅克比和基于变化率方法。建立了涡扇发动机准LPV模型,进行了动态仿真验证。结果表明,与非线性模型相比,所建立的准LPV模... 针对航空发动机增益调度控制技术使用的线性变参数(Linear Parameter Varying-LPV)模型,研究了两种LPV建模方法—雅克比和基于变化率方法。建立了涡扇发动机准LPV模型,进行了动态仿真验证。结果表明,与非线性模型相比,所建立的准LPV模型具有较好的动态性能,为航空发动机LPV增益控制研究提供了保证。 展开更多

关键词 航空发动机 增益调度 线性变参数模型^+ 雅克比方法 基于变化率方法^+

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基于混合区域极点配置的航空发动机全包线鲁棒变参数控制器设计 被引量：6

4

作者 贾秋生 史新兴 +2 位作者 李华聪 韩小宝 李岩 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期431-438,共8页

针对航空发动机全包线多变量鲁棒变增益控制器设计问题,提出了一种基于混合区域极点配置的鲁棒变参数控制方法。利用Jacobian方法建立多调度参数下的发动机仿射线性变参数(Linear parameter varying,LPV)模型,用于描述发动机全包线内的... 针对航空发动机全包线多变量鲁棒变增益控制器设计问题,提出了一种基于混合区域极点配置的鲁棒变参数控制方法。利用Jacobian方法建立多调度参数下的发动机仿射线性变参数(Linear parameter varying,LPV)模型,用于描述发动机全包线内的非线性动态特性;针对上述LPV模型,采用仿射参数依赖Lyapunov函数设计具有H∞鲁棒性能的状态反馈控制器,给出了控制系统全局稳定性的证明;并利用混合区域极点配置方法,将闭环系统极点配置到左半平面指定位置,以保证控制系统的动态特性及稳定裕度;进而引入凸多胞技术,将参数依赖线性矩阵不等式(Linear matrix inequality,LMI)方程转化为有限维LMI进行控制器求解,并得到了全局解。针对涡扇发动机的仿真结果表明:存在复杂量测噪声干扰条件下,鲁棒变参数控制器可以实现发动机全包线内控制指令的精确跟踪,系统阶跃响应的调节时间不超过1.5s,系统无超调,对控制期望的稳态跟踪误差在0.02%以内,符合发动机控制系统技术要求。 展开更多

关键词 航空发动机 参数依赖LYAPUNOV函数 线性变参数模型 极点配置 鲁棒控制

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一种采用径向串联方式的组合旋涡泵设计方法 被引量：5

5

作者 符江锋 李华聪 +1 位作者 韩小宝 王淑红 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期269-272,共4页

给出了一种采用径向串联方式的两级组合旋涡泵设计方法。该方法首先使用经验系数法对旋涡泵的结构参数进行初步设计,然后采用Hex/Wedge网格单元划分Proe所建立的旋涡泵三维模型的网格;进而通过CFD数值模拟反复迭代优化得出旋涡泵的最终... 给出了一种采用径向串联方式的两级组合旋涡泵设计方法。该方法首先使用经验系数法对旋涡泵的结构参数进行初步设计,然后采用Hex/Wedge网格单元划分Proe所建立的旋涡泵三维模型的网格;进而通过CFD数值模拟反复迭代优化得出旋涡泵的最终结构参数;最后对组合旋涡泵内流场进行了仿真分析并与试验数据进行了对比分析。对比分析表明在设计点仿真数据与试验数据的相对误差不超过2%,所设计的两级组合旋涡泵达到了预期性能指标。表明该设计方法是可行、有效的。 展开更多

关键词 航空发动机 组合泵 旋涡泵

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基于对角占优的航空发动机多变量控制 被引量：2

6

作者 李华聪 吴志琨 韩小宝 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期665-668,共4页

提出了以对角占优为基础,结合线性矩阵不等式进行航空发动机多变量控制系统频域预补偿器的设计。该方法通过使用有界实引理,将多变量频域预补偿器的设计问题与线性矩阵不等式的求解方法相结合,以达到削弱航空发动机多变量控制系统强耦... 提出了以对角占优为基础,结合线性矩阵不等式进行航空发动机多变量控制系统频域预补偿器的设计。该方法通过使用有界实引理,将多变量频域预补偿器的设计问题与线性矩阵不等式的求解方法相结合,以达到削弱航空发动机多变量控制系统强耦合的目的。仿真验证表明,该方法有效地削弱了通道间的耦合,降低了控制器的阶次。 展开更多

关键词 航空发动机 线性矩阵不等式^+ 对角占优^+ 预补偿器

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超声速燃烧室壁面压力特征实验研究 被引量：1

7

作者 浮强 宋文艳 +2 位作者 王艳华 石德永 韩小宝 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期1633-1642,共10页

为了评估基于燃烧室壁面压力实时监控的双模态超燃冲压发动机闭环控制系统方案的可行性,在西北工业大学地面直连式实验台上开展了一系列双模态超燃冲压发动机燃烧室地面直连式实验。实验模拟了飞行马赫数4.0条件下两个不同燃烧室构型点... 为了评估基于燃烧室壁面压力实时监控的双模态超燃冲压发动机闭环控制系统方案的可行性,在西北工业大学地面直连式实验台上开展了一系列双模态超燃冲压发动机燃烧室地面直连式实验。实验模拟了飞行马赫数4.0条件下两个不同燃烧室构型点火燃烧的实际工作过程,测量并分析了燃烧室壁面压力脉动、压力响应和激波串前沿位置等特征。燃烧室进口来流状态为马赫数2.0、总温约880K、总压0.8~1MPa。实验结果表明,燃烧室壁面压力存在明显脉动,且脉动幅度随着油气比的增加呈现增加趋势;壁面压力响应很快,响应时间在毫秒量级,说明在超燃冲压发动机闭环控制中,通过燃烧室实时壁面压力反馈来调节供油控制燃烧室工作状态是可能的;另外,通过改变燃油流量能够实时控制隔离段激波串前沿位置。 展开更多

关键词 超燃冲压发动机 燃烧室 闭环控制 压力响应

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双模态燃烧室隔离段激波串位置的测量及控制 被引量：2

8

作者 浮强 宋文艳 +2 位作者 韩小宝 王艳华 石德永 《航空计算技术》 2017年第2期20-24,共5页

隔离段是双模态超燃冲压发动机隔离进气道和燃烧室相互干扰、实现亚燃-超燃双模态的重要部件。在发动机实际工作过程中,燃烧室反压引起的进气道不起动在飞行器加速爬升阶段是需要极力避免和预防的。针对双模态超燃冲压发动机整机模型和... 隔离段是双模态超燃冲压发动机隔离进气道和燃烧室相互干扰、实现亚燃-超燃双模态的重要部件。在发动机实际工作过程中,燃烧室反压引起的进气道不起动在飞行器加速爬升阶段是需要极力避免和预防的。针对双模态超燃冲压发动机整机模型和燃烧室模型进行了数值模拟研究,分析了激波串前沿位置与隔离段压力分布的关系,在此基础上介绍了三种通过隔离段壁面压力实时测量和监控隔离段激波串前沿位置的方法,并完成了验证实验。结果表明,所使用的计算方法有效可行;隔离段壁面压力分布能够很好地反应隔离段的激波串前沿位置,通过监控隔离段壁面压力分布,控制隔离段激波串前沿位置,能够有效避免和预防燃烧室反压过高引起的进气道不起动问题。 展开更多

关键词 超燃冲压发动机 数值模拟 隔离段 激波串

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涡扇发动机变参数鲁棒H∞滤波器设计 被引量：1

9

作者 贾秋生 史新兴 +2 位作者 李华聪 肖红亮 韩小宝 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期910-915,共6页

针对存在建模误差及测量噪声干扰条件下的涡扇发动机性能参数估计问题,标准卡尔曼滤波及其改进算法滤波估计误差收敛速度慢,滤波估计精度低,对不确定测量噪声及建模误差较为敏感,为此本文提出了一种变参数鲁棒H∞滤波器设计方法。该方... 针对存在建模误差及测量噪声干扰条件下的涡扇发动机性能参数估计问题,标准卡尔曼滤波及其改进算法滤波估计误差收敛速度慢,滤波估计精度低,对不确定测量噪声及建模误差较为敏感,为此本文提出了一种变参数鲁棒H∞滤波器设计方法。该方法采用仿射参数依赖Lyapunov函数设计满足H∞性能指标要求的鲁棒滤波器,通过引入凸多胞技术,将参数依赖线性矩阵不等式(Linear Matrix Inequality,LMI)中变参数Lyapunov矩阵与系统系数矩阵之间耦合乘积导致的非凸优化问题,转化为常规LMI约束下的凸优化问题进行求解,降低了线性变参数(Linear Parameter Varying,LPV)鲁棒滤波器设计的保守性,得到了全局解。针对涡扇发动机的仿真结果表明:与扩展卡尔曼滤波器对比,采用该方法设计的滤波器具有较快的动态跟踪速度和较高的滤波精度,ΔFn的稳态估计误差不大于0.1%,ΔFn的相对估计误差不大于2.5%,同时对建模误差和测量噪声干扰具有较强的抑制能力。 展开更多

关键词 涡扇发动机 参数依赖LYAPUNOV函数 线性变参数 线性矩阵不等式 鲁棒H∞滤波器

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考虑性能退化的航空发动机故障诊断量化评估 被引量：6

10

作者 孙瑞谦 缑林峰 +1 位作者 韩小宝 刘志丹 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期332-343,共12页

航空发动机全生命周期内的故障诊断一直是研究的热点,为保障航空发动机在性能退化条件下故障诊断算法的可靠性,对考虑性能退化的航空发动机进行故障可诊断性量化评估有着重要的意义。从状态量的可测量性以及最优观测器设计两个方面对退... 航空发动机全生命周期内的故障诊断一直是研究的热点,为保障航空发动机在性能退化条件下故障诊断算法的可靠性,对考虑性能退化的航空发动机进行故障可诊断性量化评估有着重要的意义。从状态量的可测量性以及最优观测器设计两个方面对退化状态下航空发动机的滑动窗口模型进行解耦处理。从故障可检测及可隔离两个方面对故障的可诊断性进行量化评估,以巴氏距离为量化标准,将量化评估问题转换为多元分布概率距离求解问题。同时,从故障空间的角度对故障可隔离性进行定义,剥离了参考故障模式的影响,将可隔离性转化为故障空间中故障模式的固有属性,并给出航空发动机故障可检测及可隔离的判据。仿真结果证明,本文所提出的方法可以在发动机性能退化条件下对控制系统传感器、执行机构故障以及发动机气路部件故障进行可诊断性量化评估。 展开更多

关键词 航空发动机 故障可诊断性 量化评价 性能退化 巴氏距离 最优状态观测器 距离相似度

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建模不确定性下变循环发动机自适应控制器设计 被引量：7

11

作者 李嘉 李华聪 +1 位作者 韩小宝 王淑红 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期872-880,共9页

针对变循环航空发动机存在建模不确定情况下的多变量控制器设计问题,给出了一种最优律下的增广模型参考自适应跟踪补偿设计方法,阐明变循环发动机建模不确定性并引出LQR(Linear Quadratic Regulator)基准控制器动态跟踪不足的问题,进而... 针对变循环航空发动机存在建模不确定情况下的多变量控制器设计问题,给出了一种最优律下的增广模型参考自适应跟踪补偿设计方法,阐明变循环发动机建模不确定性并引出LQR(Linear Quadratic Regulator)基准控制器动态跟踪不足的问题,进而在基准控制器反馈控制结构框架下,分别实现以下技术突破:确定期望闭环动态的参考模型、基于李亚普诺夫函数严格稳定证明下建立存在建模不确定性的自适应律等,最终以达到系统跟踪误差渐进为零的目标,改善系统不确定性的动态跟踪问题。对变循环航空发动机的控制器仿真结果表明:增广模型参考自适应控制方法改善了原LQR基准控制器对存在建模不确定性时的控制问题,有效地实现了控制指令跟踪,达到了所期望的动态响应,且自适应参数一致渐进稳定。同时,各标称点的稳态控制误差均小于0.3%,系统超调量小于0.8%,调节时间小于1s,符合航空发动机控制系统技术要求。 展开更多

关键词 变循环航空发动机 多变量控制 建模不确定性 模型参考自适应控制 跟踪补偿

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基于射影算子的变循环发动机鲁棒自适应控制器设计 被引量：7

12

作者 李嘉 李华聪 +1 位作者 韩小宝 王淑红 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期440-449,共10页

针对变循环航空发动机大范围工作包线下的复杂外部扰动现象引起的多变量鲁棒自适应控制器设计问题,给出基于射影算子的自适应律设计方法并将其应用至模型参考自适应控制器设计中。通过理论分析与变循环航空发动机某一状态点的仿真分析,... 针对变循环航空发动机大范围工作包线下的复杂外部扰动现象引起的多变量鲁棒自适应控制器设计问题,给出基于射影算子的自适应律设计方法并将其应用至模型参考自适应控制器设计中。通过理论分析与变循环航空发动机某一状态点的仿真分析,阐明系统存在外部干扰时传统自适应律的设计方法对于指令跟踪不足等问题,进而在射影算子的理论框架基础上设计自适应律,将存在干扰时的状态误差动态方程的解限制在设定的凸集范围内,从而实现系统状态误差动态方程不大于零的稳定性要求,最终在LQR基准控制器框架上,实现基于射影算子的多变量鲁棒自适应控制器设计,以改善自适应控制系统的鲁棒性。基于该方法对变循环航空发动机进行控制器设计和仿真。结果表明:基于射影算子的自适应律设计方法改善了传统自适应律设计方法的鲁棒性问题,实现了控制系统对外部干扰的有效抑制,当系统各控制回路加入不同外部随机噪声信号时,均达到了期望的控制效果;变循环航空发动机各个状态点均能够跟踪期望的闭环参考指令,各状态点稳态控制误差均小于0.5%,系统超调量小于1%,调节时间小于1.2s,动态跟踪误差不大于0.5%,符合发动机控制系统技术要求。 展开更多

关键词 变循环航空发动机 多变量控制 鲁棒自适应控制 射影算子 动态跟踪

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基于改进Bezier曲线的复合叶轮式离心泵参数化设计及性能仿真 被引量：7

13

作者 李嘉 韩小宝 +2 位作者 李华聪 王玥 张伟 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期389-398,共10页

针对复合叶轮式燃油离心泵在设计中的叶轮型线复杂、难以实现快速迭代的问题,提出一种基于改进Bezier曲线的叶轮参数化设计方法,并进行了试验验证及性能仿真分析研究。引入比例系数来约束五点四次贝塞尔样条曲线的控制点参数,并采用该... 针对复合叶轮式燃油离心泵在设计中的叶轮型线复杂、难以实现快速迭代的问题,提出一种基于改进Bezier曲线的叶轮参数化设计方法,并进行了试验验证及性能仿真分析研究。引入比例系数来约束五点四次贝塞尔样条曲线的控制点参数,并采用该方法设计叶轮轴面轮廓型线。结合辅助叶片偏置设计方法,完成复合叶轮的参数化设计,并对某型燃油离心泵进行设计及三维建模。最后,通过外特性试验验证设计方法和仿真方法的有效性,并将改进Bezier曲线和未改进Bezier曲线设计的复合叶轮结果进行对比。结果表明:仿真与试验结果预测的扬程和效率误差均在5%以内,所提出的设计方法和采用的仿真方法是有效的。相比未改进的Bezier曲线,采用改进Bezier曲线设计的复合叶轮其内部流动更加平稳且水力损失更少。 展开更多

关键词 燃油离心泵 复合叶轮 样条曲线 参数化设计 试验验证

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