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题名涡扇发动机全包线加速控制计划改进方法研究
被引量：9
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作者
刘子赫
郑前钢
刘明磊
胡春平
张海波
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机构
南京航空航天大学能源与动力学院
中国航发控制系统研究所
中国航空常州蓝翔机械有限责任公司
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出处
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第1期340-347,共8页
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基金
国家科技重大专项(2017-V-0004-0054)。
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文摘
加速控制计划直接影响了发动机的响应速度以及运行安全。为了提高发动机响应能力,提出了一种基于等温度线的发动机全包线加速控制计划。分别针对稳态和动态过程开展相似换算误差分析,证明并验证了关键参数在等风扇进口温度时,具有较高相似换算精度的规律。基于此换算误差理论,提出全包线加速控制计划改进方法,该方法在不同等风扇进口温度下设计多条加速控制计划,再通过线性插值得到包线内不同等温线下的加速控制计划。结果表明,改进后的加速控制计划相比于传统单点优化得到的加速控制计划,发动机加速至最大转速的98%所需的时间缩短了7.2%,最大转速提升了1%,且风扇、压气机喘振裕度和涡轮前温度等均未超出限制值。因此,该方法相比于传统单点优化方法,既提升了在包线内获取的加速控制计划的精度,又确保了发动机在包线内安全稳定工作的前提下更好地发挥加速性能。
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关键词
涡扇发动机
加速控制计划
相似换算
等温线
全包线
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Keywords
Turbofanengine
Acceleration controlschedule
Similarity conversion
Isotherm
Fullenvelope
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分类号
V233.21
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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题名基于改进AFSA的桨扇发动机加速控制计划优化
被引量：1
- 2
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作者
邢耀仁
黄向华
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机构
南京航空航天大学能源与动力学院
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出处
《航空发动机》
北大核心
2022年第2期50-56,共7页
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基金
国家自然科学基金(51576097)资助。
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文摘
为了提升桨扇发动机的过渡态性能,提出了一种可以满足发动机性能参数约束和寻优结果正确性要求的桨扇发动机加减速控制计划优化方法。引入自适应调整策略和半可行域对人工鱼群算法(AFSA)进行改进,经过数值验证,改进后的算法较原始算法具有更快的收敛速度和更高的寻优精度。将推力与目标推力间的差值作为寻优目标,采用改进后的人工鱼群算法和序列二次规划算法(SQP)对桨扇发动机的加速过程进行优化,得到了满足约束前提下的桨扇发动机时间最短的加速控制计划,结果表明:与采用传统的基于梯度的序列二次规划算法相比,采用改进的人工鱼群算法进行离线分段寻优所得到的控制计划总加速时间缩短了21.8%(0.58 s),证明了改进人工鱼群算法具有更强的全局寻优能力,更适用于桨扇发动机加速控制计划的优化。
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关键词
加速控制计划
人工鱼群算法
离线分段寻优
自适应调整策略
半可行域
桨扇发动机
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Keywords
acceleration control schedule
artificial fish swarm algorithm
offline segmentation optimization
adaptive adjustment strategy
semi feasible region
propfan engine
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分类号
V235.12
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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题名新型气驱动涵道风扇推进系统加速控制计划研究
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作者
雷钧皓
黄向华
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机构
南京航空航天大学能源与动力学院
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出处
《南京航空航天大学学报(自然科学版)》
2025年第4期658-669,共12页
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文摘
气驱动涵道风扇推进系统是一种新型垂直起降动力系统,由涡扇发动机与气驱动升力风扇组成。气驱动涵道升力风扇由涡扇外涵引气驱动,实现高效增推。当前加减速控制计划未考虑到双轴加速过程中的协同加速问题,用于设计气驱动涵道风扇加速控制计划时,将导致气驱涵道风扇加速过程出现推力波动。为了实现气驱动涵道风扇与涡扇发动机双轴协同加速,提出了一种基于变量替换模型的分阶段加速过程控制计划设计方法。首先在气驱动涵道风扇推进系统仿真模型基础上建立了3种不同形式的变量替换模型,根据加速过程推进系统受到的不同状态约束分阶段开展加速控制计划设计,将控制量与状态因子置换,在每个阶段采用不同变量替换模型逆向求解控制量,得到加速过程控制计划。仿真结果表明,该方案设计的涵道风扇加速控制计划与传统变量替换法相比,实现了双转子协同加速共同达到目标转速,推力超调量降低了3.3%,调节时间缩短了1.7s,同时避免了推力波动现象。
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关键词
气驱动涵道风扇推进系统
加速控制计划
变量替换模型
升力风扇
双转子协同加速
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Keywords
air-driving ducted fan propulsion system
acceleration schedule
variable replacement model
lift fan
dual rotor collaborative acceleration
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分类号
V233.7
[航空宇航科学技术]
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题名低红外特征涡扇发动机加速控制及影响规律研究
- 4
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作者
王一凡
陈浩颖
张海波
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机构
南京航空航天大学能源与动力学院
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出处
《推进技术》
EI
CSCD
北大核心
2024年第1期227-235,共9页
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基金
国家科技重大专项(J2019-Ⅲ-0009-0053)。
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文摘
为探究红外抑制措施对发动机加速性能的影响,提出并制定了针对发动机排气系统外涵引气冷却的普适性加速控制计划,开展了低红外特征涡扇发动机加速控制及其影响规律研究。首先,建立了带外涵道引气冷却中心锥、全遮挡导流支板和尾喷管扩张壁面的发动机部件级模型,并在此基础上发展了排气系统正后向红外辐射特征计算模型;其次采用可行序列二次规划算法,针对采用了不同排气系统红外抑制措施的涡扇发动机分别制定加速控制计划;最后通过硬件在回路仿真验证上述加速控制计划对带红外抑制措施的发动机从慢车到中间状态加速过程的有效性。结果表明,与常规涡扇发动机相比,采用了高温壁面冷却虽然能降低发动机近50%的红外辐射特征,提高战机的隐身性能,但会导致发动机推力降低近6%,油耗上升4%以上,加速时间延长20%左右。
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关键词
涡扇发动机
排气系统
红外辐射
加速控制计划
序列二次规划
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Keywords
Turbofan engine
Exhaust system
Infrared radiation
Acceleration control plan
Sequen⁃tial quadratic programming
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分类号
V231.1
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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