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题名基于MPC的民用涡扇发动机主动容错控制研究
被引量：9
- 1
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作者
杜宪
郭迎清
陈小磊
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机构
西北工业大学动力与能源学院
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出处
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015年第8期1242-1247,共6页
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文摘
在民用涡扇发动机模型预测控制器设计的基础上,提出一种隐性判断故障并调整控制律的主动容错控制方案。首先建立正常模式及各种已知故障模式的动态模型库,然后在每个采样周期判断当前发动机状态与动态模型库中各模型的匹配度,选择最佳匹配的预测模型,以其预测控制算法作为该时刻的子控制器,且保证各子控制器间能够平滑切换。最后以两种事先考虑的部件级故障,及某种未知故障的情况为例,进行了主动容错控制仿真,结果表明监控决策机制能够在0.5s内判断故障并给出切换指令,切换逻辑能保证不同子控制器间的平滑过渡,验证了该方法的有效性。
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关键词
模型预测控制
主动容错控制
民用涡扇发动机
动态模型库
模型匹配度
平滑切换
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Keywords
Model predictive control（MPC）
Active fault tolerant control
Commercial turbofan engine
Dynamic model library
Model matching quality
Smooth transition
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分类号
V233.7
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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题名民用涡扇发动机预测控制器设计
被引量：5
- 2
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作者
杜宪
郭迎清
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机构
西北工业大学动力与能源学院
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出处
《航空发动机》
2013年第3期27-30,80,共5页
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基金
航空科学基金(2011ZB53)资助
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文摘
对一定包线范围内的稳态预测控制器和加速减速过渡态控制器设计展开研究。针对某大涵道比民用涡扇发动机,根据发动机进口参数的相对变化指标对控制区域进行划分,以标称点处发动机线性模型为对象设计了相应的预测控制器,利用提出的多层参数调度方案实现了不同飞行条件及不同发动机状态下预测控制器参数的自适应调整。仿真结果表明:所设计的发动机预测控制系统在控制区域内的设计点和非设计点均具有良好的性能,为全包线设计提供了有效方法。
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关键词
预测控制器
民用涡扇发动机
控制区域划分
多层参数调度
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Keywords
model predictive controller
commercial turbofan engine
control domain division
multilayer parameters scheduling
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分类号
V235.13
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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题名民用涡扇发动机燃油系统健康指标选取
被引量：3
- 3
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作者
丁佳伟
郭迎清
来晨阳
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机构
航空工业西安飞行自动控制研究所
西北工业大学动力与能源学院
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出处
《航空发动机》
北大核心
2022年第4期98-104,共7页
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基金
国家科技重大专项(2017-V-0015-0067)资助。
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文摘
针对民用涡扇发动机燃油系统工作环境恶劣、性能衰退情况频发、表征健康状态的量化指标缺乏的现状,通过机理分析对发动机燃油系统关键部件(燃油计量装置、压差控制器、主燃油泵和增压关断活门)的健康指标选取策略进行了研究。基于已验证的某型民用涡扇发动机燃油系统AMESim模型,注入计量活门内泄漏、电液伺服阀零偏增大、压差活门内泄漏、主燃油泵外泄漏等典型的性能衰退模式进行了性能衰退仿真,并根据燃油系统可测量信息选取了计量活门组件、压差控制器、主燃油泵等作为特定性能衰退模式的健康指标。仿真结果表明:所选取的健康指标对于典型性能衰退模式表现出了良好的监测能力,可作为燃油系统健康状态量化指标评估标准,为燃油系统健康管理和视情维修策略的制定提供参考。
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关键词
健康指标选取
燃油系统
性能衰退
健康管理
民用涡扇发动机
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Keywords
health indicators selection
fuel system
performance degradation
health management
civil turbofan engine
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分类号
V233.2
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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题名民用涡扇发动机高高原起动风险规避试验方法
被引量：1
- 4
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作者
陆思达
王玉东
严红明
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机构
中国航发商用航空发动机有限责任公司
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出处
《航空发动机》
北大核心
2023年第2期160-167,共8页
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基金
航空动力基础研究项目资助。
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文摘
为了保证民用涡扇发动机在高高原机场首次试飞起动成功,采用建模设计方法,建立了发动机部件级起动模型,包括高海拔气候条件对起动机特性的影响、旋转部件低转速特性延伸和修正、高海拔燃油雾化及点火对燃烧室效率的影响、发动机附件阻力和功率损失、风阻和吸放热等模块,设计了民用涡扇发动机高海拔起动控制规律。采用仿真和试验分析技术建立了民用涡扇发动机起动方案设计方法和试验调试优化方法,详细分析了起动机能力降低、转子运转阻力增大、燃油喷嘴雾化效果差、部件效率和稳定性降低等4项影响高高原起动成功的因素。按照循序渐进的原则设计了高高原试飞起动风险规避试验流程。试验结果表明:设计的民用涡扇发动机高高原起动风险规避试验方法有效,确保了飞机首次转场高高原机场降落后成功起飞。
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关键词
民用涡扇发动机
高高原
起动
试飞
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Keywords
civil turbofan engine
high plateau
starting
flight test
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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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题名氢能民用涡扇发动机总体性能建模与分析
- 5
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作者
孟晟
张漫
杜辉
杨锟
王治武
王宇
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机构
中国航发商用航空发动机有限责任公司
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出处
《推进技术》
2025年第11期164-173,共10页
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文摘
本研究针对氢能零碳排放、高单位质量能量密度的特性及其在航空动力领域的应用潜力,构建了氢能民用涡扇发动机的两种热力循环模型,即燃料直接替换型与水增强循环型,系统对比了等推力、等涡轮前温度和等核心机流量工况下的性能差异。研究结果表明:在直接燃料替换模式下,以氢能替代航空煤油作为燃烧室燃料可使发动机总体性能提升约5%,验证了现役航空煤油发动机在不改变部件结构条件下直接应用氢能的可行性;水增强循环型发动机需实现28%以上的排气水蒸气回收率方可体现能耗优势,当回收比例提升至50%时,涡轮前温度最大降幅达123K,同时推力增加22.9%,能耗降低14.6%。性能优化分析表明,通过涵道比提升、涡轮前温度调控及水蒸气回收率优化(达50%)等策略,可有效发挥水增强循环发动机的技术优势。本研究阐明了氢能应用方式对涡扇发动机性能的增益机制,为氢动力航空推进系统的方案设计与选型提供了理论依据。
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关键词
氢能
民用涡扇发动机
总体性能
水增强发动机
排气水蒸气回收
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Keywords
Hydrogen
Civilian turbofan engine
Engine performance
Water-enhanced engine
Exhaust water vapor recovery
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分类号
V31
[航空宇航科学技术]
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题名基于N-dot的涡扇发动机加速控制器设计
被引量：5
- 6
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作者
黄浏
殷锴
杨文博
郭迎清
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机构
中国航发商用航空发动机有限责任公司
西北工业大学动力与能源学院
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出处
《航空发动机》
2017年第5期26-30,共5页
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基金
航空动力基础研究项目资助
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文摘
针对双转子民用涡扇发动机,进行基于转子加速度的加速控制器设计研究。采用常规的PI控制器结构,针对结构中所需的转子加速度指令,给出了1种满足要求的设计方法,并将PI控制参数的求解过程转化为带约束的非线性优化问题,利用模式搜索算法求解。构建包含稳态控制器和加速控制器的涡扇发动机闭环控制回路,进行加速过程仿真测试。结果表明:所设计的加速控制器满足涡扇发动机加速过程的性能要求,对于工程设计与应用具有一定的参考价值。
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关键词
N-dot控制
转子加速度计划
模式搜索算法
民用涡扇发动机
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Keywords
N-dot control
acceleration schedule
pattern search algorithm
civil engine
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分类号
V233.73
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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题名基于压差法和流量平衡法的火焰筒进气量测量对比分析
- 7
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作者
朱颜霞
周淼
王雄辉
阙建锋
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机构
中国航发商用航空发动机有限责任公司
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出处
《航空发动机》
北大核心
2025年第2期150-157,共8页
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基金
航空动力基础研究项目资助。
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文摘
在民用涡扇发动机试车过程中为了准确测量燃烧室火焰筒进气量(即参与燃烧的空气流量),以大涵道比涡扇发动机核心机的试车结果为例,分别从不确定度、二次流分配、模型匹配及火焰筒壁温分布等角度开展了压差法和流量平衡法的对比分析。结果表明:针对环形燃烧室的火焰筒进气量,流量平衡法的不确定度比压差法的小73.8%;压差法对火焰筒头部进口静压的敏感性较大,而流量平衡法的不确定度很大程度上取决于压气机进口流量W25;利用压差法和流量平衡法的测量结果分别进行模型匹配,流量平衡法得到的涡轮第1级导叶换算流量与流函数的结果一致,而压差法与流函数的结果差9.94%;引入燃烧室出口静压Ps4修正火焰筒内压力后,压差法火焰筒进气量和流量平衡法的结果差异从14.18%减小至9.03%。在涡扇发动机试车过程中流量平衡法更适用于描述燃烧室火焰筒进气量。
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关键词
民用涡扇发动机
燃烧室
火焰筒进气量
不确定度
流量平衡法
压差法
流量分配
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Keywords
civil turbofan engine
combustion chamber
flame tube inlet air flow rate
uncertainty
flow balance method
differential-pressure method
flow distribution
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分类号
V235.1
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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