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航空发动机小偏差状态变量模型的建立方法 被引量:16
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作者 冯正平 孙健国 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期54-57,共4页
采用最小二乘拟合法建立用于航空发动机鲁棒控制系统设计的小偏差状态变量模型 ,即根据发动机非线性模型的小偏差动态响应数据直接拟合出其小偏差状态变量模型。由于建模误差在最小二乘意义下最小 ,因而应用该方法可以保证所建模型具有... 采用最小二乘拟合法建立用于航空发动机鲁棒控制系统设计的小偏差状态变量模型 ,即根据发动机非线性模型的小偏差动态响应数据直接拟合出其小偏差状态变量模型。由于建模误差在最小二乘意义下最小 ,因而应用该方法可以保证所建模型具有较高精度。此外该方法亦不受模型阶次的限制。应用该方法建立某型涡扇发动机的小偏差状态变量模型 ,具有较高的精度 ,从而验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 航空发动机 状态变量模型 最小二乘法 鲁棒控制系统 小偏差
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航空发动机状态变量模型的QPSO寻优混合求解法 被引量:5
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作者 鲁峰 黄金泉 佘云峰 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期722-727,共6页
针对航空发动机控制和故障诊断中的状态变量模型求解存在的系数矩阵精度不高的问题,结合阶跃响应法和拟合法的基础上,提出了一种基于量子粒子群寻优(QPSO)求取发动机状态变量模型的混合求解法。QPSO优化算法求解A,C矩阵使得状态变量模... 针对航空发动机控制和故障诊断中的状态变量模型求解存在的系数矩阵精度不高的问题,结合阶跃响应法和拟合法的基础上,提出了一种基于量子粒子群寻优(QPSO)求取发动机状态变量模型的混合求解法。QPSO优化算法求解A,C矩阵使得状态变量模型和非线性模型在动态过程具有较好的吻合,阶跃响应法求取B,D矩阵保证了模型稳态响应一致。利用混合求解法建立了某型涡轴发动机在某一稳态工作点下的小偏离状态变量模型。仿真结果表明,这种方法不仅增强了状态变量模型的求解精度,相对于单纯的拟合法缩短了求解时间,精确的状态变量模型为进一步的故障诊断和控制系统设计提供了条件。 展开更多
关键词 航空发动机 状态变量模型 量子粒子群优化算法 阶跃响应法
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航空发动机大偏差状态变量模型建立方法 被引量:6
3
作者 李秋红 孙健国 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期175-178,共4页
提出一种基于各参数物理意义的状态变量模型建立方法,研究了模型参数在包线内的变化情况。建模过程中,首先建立航空发动机的小偏差状态变量模型,再采用线性插值的方法构造航空发动机的大偏差状态变量模型。采用本方法建立的小偏差数学... 提出一种基于各参数物理意义的状态变量模型建立方法,研究了模型参数在包线内的变化情况。建模过程中,首先建立航空发动机的小偏差状态变量模型,再采用线性插值的方法构造航空发动机的大偏差状态变量模型。采用本方法建立的小偏差数学模型完全能保证模型的稳态精度,并取得了较高的动态建模精度,其计算工作量比原拟合法更小、运算速度更快。同时模型各参数物理意义明确,在包线内的变化较有规律,在构造大偏差模型时获得了较高的模型精度。 展开更多
关键词 航空发动机 状态变量模型 大偏差 小偏差
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基于变尺度寻优混合求解算法的航空发动机状态变量模型建立方法 被引量:1
4
作者 杨征山 仇小杰 +1 位作者 王铁 黄金泉 《航空发动机》 2014年第2期70-75,共6页
为了克服小扰动方法精度不高、稳态终值响应法动态过程不一致以及传统拟合法的随着维数增加精度下降和拟合时间长等缺点,综合了3种算法(小扰动法、稳态终值响应法和传统拟合法)的优点,设计了基于变尺度法的混合求解方法建立了航空发动... 为了克服小扰动方法精度不高、稳态终值响应法动态过程不一致以及传统拟合法的随着维数增加精度下降和拟合时间长等缺点,综合了3种算法(小扰动法、稳态终值响应法和传统拟合法)的优点,设计了基于变尺度法的混合求解方法建立了航空发动机状态变量线性模型。仿真结果表明:建立的航空发动机状态变量线性模型与非线性部件级模型在动态过程响应中吻合良好,而且具有较高的稳态精度,能够保证航空发动机最终稳定值的一致性。 展开更多
关键词 航空发动机 状态变量模型 变尺度寻优 混合求解法
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基于改进拟合法的涡扇发动机状态变量模型建立方法 被引量:13
5
作者 胡宇 杨月诚 +2 位作者 张世英 金国锋 周保顺 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期405-410,共6页
为解决拟合法建立涡扇发动机状态变量模型时初值难以选取的问题和有效提高模型的精度,研究了一种改进的优化拟合方法。针对拟合法初值难以选取的问题,采用改进偏导数法获得的优化迭代初值;根据发动机稳态工作点线性化模型的动态响应与... 为解决拟合法建立涡扇发动机状态变量模型时初值难以选取的问题和有效提高模型的精度,研究了一种改进的优化拟合方法。针对拟合法初值难以选取的问题,采用改进偏导数法获得的优化迭代初值;根据发动机稳态工作点线性化模型的动态响应与该点处的非线性模型动态响应一致的原则,采用线性最小二乘优化拟合法建立某型涡扇发动机状态变量模型。通过在不同状态工作点、采用不同模型结构,与改进偏导数法和非线性部件级模型仿真结果相比较表明:该方法能有效保证模型收敛性,具有较高的建模精度,并适用于高阶系统建模。 展开更多
关键词 涡扇发动机 状态变量模型 偏导数法 拟合法
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基于改进果蝇算法的涡轴发动机状态变量模型建立方法 被引量:1
6
作者 贾伟州 谢寿生 +2 位作者 彭靖波 王磊 刘云龙 《空军工程大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2019年第2期13-20,共8页
针对拟合法在航空发动机小偏差状态变量模型建立中受系统模态及模型阶次的限制,提出一种基于改进果蝇优化算法(MICFOA)建立小偏差状态变量模型的方法。首先,将该方法分为2个子过程:先优化系统矩阵和输入矩阵并找到最优结果,再对输出矩... 针对拟合法在航空发动机小偏差状态变量模型建立中受系统模态及模型阶次的限制,提出一种基于改进果蝇优化算法(MICFOA)建立小偏差状态变量模型的方法。首先,将该方法分为2个子过程:先优化系统矩阵和输入矩阵并找到最优结果,再对输出矩阵和传输矩阵优化;同时根据状态变量模型与非线性模型动态响应一致构造了不受变量值域影响的适应度函数。其次,在果蝇优化算法(FOA)中引入协同子种群策略和混沌映射策略来增强迭代寻优中种群多样性,引入自适应调整策略来平衡全局搜索与局部搜索的关系,避免算法早熟收敛。最后应用上述方法建立了涡轴发动机小偏差状态变量模型,并设计了LQ/H∞抗扰控制器。仿真结果表明:MICFOA相比FOA能提高5~10个数量级的精度,且所建模型与非线性模型吻合一致,具有良好的动静态性能。 展开更多
关键词 航空发动机 状态变量模型 混沌映射 改进果蝇算法 LQ/H∞抗扰控制器
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基于复合推进系统动态模型-状态变量模型的航空发动机直接推力预测控制 被引量:7
7
作者 金崇文 郑前钢 +2 位作者 张海波 房娟 胡忠志 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期348-357,共10页
直接推力控制可以有效改善推力控制的品质,针对航空发动机直接推力控制问题,进行了模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)研究。为了提升航空发动机推力控制的精度,提出了基于复合推进系统动态模型-状态变量模型(Compact Propulsi... 直接推力控制可以有效改善推力控制的品质,针对航空发动机直接推力控制问题,进行了模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)研究。为了提升航空发动机推力控制的精度,提出了基于复合推进系统动态模型-状态变量模型(Compact Propulsion System Dynamic Model-State Variable Model-State Variable Model,CPSDM-SVM)的航空发动机直接推力预测控制方法。CPSDM实时估计出不可测参数(推力、喘振裕度等)的基准值,SVM则根据未来输入实时预测发动机未来响应。由于CPSDM将发动机分为进气道、核心机、喷管、喘振裕度、推力等进行建模,在兼顾精度的同时,提高机载模型的实时性。CPSDM-SVM作为MPC算法中的预测模型,具有较高的精度和实时性。仿真结果表明,在与基于分段线化模型的传统模型预测控制方法实时性基本相同的情况下,所提出方法控制效果有明显的提升,调节时间缩短了1.17s。所提出方法稳态控制精度为0.08%,传统方法稳态精度为2.58%。因此,所提出方法在保证实时性的条件下,提升了控制精度和控制效果。 展开更多
关键词 航空发动机 预测控制 复合推进系统动态模型 状态变量模型 直接推力控制
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基于改进粒子群算法的航空发动机状态变量建模 被引量:16
8
作者 苗卓广 谢寿生 +3 位作者 吴勇 朱李云 王磊 陈长发 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期73-77,共5页
为了克服现有航空发动机状态变量建模过程中的不足,采用了一种改进粒子群算法建立航空发动机状态变量模型。首先改进了粒子群算法,提出一种每个粒子根据自身适应值动态调整其惯性系数方法来平衡搜索性能;对群体最优位置进行实时的代内... 为了克服现有航空发动机状态变量建模过程中的不足,采用了一种改进粒子群算法建立航空发动机状态变量模型。首先改进了粒子群算法,提出一种每个粒子根据自身适应值动态调整其惯性系数方法来平衡搜索性能;对群体最优位置进行实时的代内更新以提高搜索速度;为避免陷入局部最优,在最优个体附近进行随机搜索。其次利用该算法建立航空发动机状态变量模型,根据航空发动机在稳态点处的线性化模型应与在该同一稳态工作点处的非线性模型响应一致的原则构造适应值函数,仿真结果表明所建立的状态变量模型不论是稳态过程还是动态过程都与非线性模型响应基本一致,建模精度较高,建立过程简便。 展开更多
关键词 航空、航天推进系统 航空发动机 状态变量模型 建模 粒子群算法
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冲击地压的滑块模型研究 被引量:6
9
作者 尹光志 代高飞 +1 位作者 皮文丽 李东伟 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期359-364,共6页
冲击地压具有典型的粘滑特性,用(Ruina,1983 年)双状态变量模型(Two State Variable Model, TSVM)可以很好地模拟冲击地压的这一特性。在分析冲击地压系统的运动特性的基础上,根据冲击地压发生的力学和地质条件,研究了用双状态变量本构... 冲击地压具有典型的粘滑特性,用(Ruina,1983 年)双状态变量模型(Two State Variable Model, TSVM)可以很好地模拟冲击地压的这一特性。在分析冲击地压系统的运动特性的基础上,根据冲击地压发生的力学和地质条件,研究了用双状态变量本构模型来模拟冲击地压的动力学和演化行为。分析表明:模型中参数 K,β对冲击地压系统动力学行为和状态变量演化行为贡献较大,而系统动力学和演化行为对? , f 初值的敏感性相对较低。模型模拟了冲击地压系统的粘滑特性和冲击地压系统的动力失稳过程,较好地解释了冲击地压发生机理,为冲击地压失稳破坏的预测预报提供了理论依据。 展开更多
关键词 冲击地压 状态变量模型 动力学行为 演化行为
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用滑块模型对冲击地压的研究(I) 被引量:6
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作者 代高飞 尹光志 +1 位作者 皮文丽 李东伟 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第8期1263-1266,1282,共5页
根据冲击地压发生的力学条件和地质条件,引入(Ruina,1983年)单状态变量本构模型(Singlestatevariablemodel,SSVM)对冲击地压的动力学行为和演化行为进行了描述。研究表明模型中参数K,b对冲击地压系统动力学行为和状态变量演化行为贡献较... 根据冲击地压发生的力学条件和地质条件,引入(Ruina,1983年)单状态变量本构模型(Singlestatevariablemodel,SSVM)对冲击地压的动力学行为和演化行为进行了描述。研究表明模型中参数K,b对冲击地压系统动力学行为和状态变量演化行为贡献较大,而系统动力学行为和演化行为对j,f初值的敏感性相对较低。模型模拟了冲击地压系统的粘滑特性和冲击地压系统的动力失稳过程,较好地解释了冲击地压的发生机理,为冲击地压失稳破坏的预测预报提供了理论依据。 展开更多
关键词 冲击地压 状态变量本构模型 动力学行为 粘滑
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基于机载自适应模型的航空发动机控制 被引量:16
11
作者 袁春飞 姚华 刘源 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期354-358,共5页
航空发动机的性能蜕化会导致其性能变差,传统的控制方法使其不能满足飞机的推力需求。机载的发动机自适应模型利用卡尔曼滤波器,能准确估计发动机的性能蜕化,对机载模型进行修正使其输出与真实发动机保持一致。建立了发动机机载自适应模... 航空发动机的性能蜕化会导致其性能变差,传统的控制方法使其不能满足飞机的推力需求。机载的发动机自适应模型利用卡尔曼滤波器,能准确估计发动机的性能蜕化,对机载模型进行修正使其输出与真实发动机保持一致。建立了发动机机载自适应模型,并将其加入控制回路,形成推力闭环控制,消除发动机性能蜕化对飞机性能的影响。仿真结果表明,机载模型能准确估计发动机额定特性情况以及性能蜕化情况下的推力,对发动机推力的直接控制克服了性能蜕化带来的影响。 展开更多
关键词 航空发动机 机载自适应模型^+ 卡尔曼滤波 状态变量模型^+ 推力控制
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结构动力抗震可靠度理论的研究进展 被引量:12
12
作者 吕大刚 宋鹏彦 +1 位作者 于晓辉 乔雨蒙 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期1025-1038,共14页
从状态变量模型、基本变量模型和实用简化模型3个方面,对结构动力抗震可靠度理论的研究进展系统地进行了总结与评述.针对状态变量模型,结合随机振动理论,将随机振动分析方法分为两类:第1类是面向数字特征的方法,主要解决结构的随机反应... 从状态变量模型、基本变量模型和实用简化模型3个方面,对结构动力抗震可靠度理论的研究进展系统地进行了总结与评述.针对状态变量模型,结合随机振动理论,将随机振动分析方法分为两类:第1类是面向数字特征的方法,主要解决结构的随机反应从基本随机变量空间到状态变量空间的统计矩演化问题;第2类是面向概率密度的方法,主要解决结构的随机反应从基本随机变量空间到状态变量空间的概率密度演化问题.分别评述了两类方法中的代表性方法:等价线性化方法和概率密度演化方法.针对基本变量模型,分别总结了考虑系统参数随机性的结构动力抗震可靠度分析方法,以及将动力可靠度问题转化为静力可靠度问题的理论和方法,对近年来提出的尾部等效线性化方法、子集模拟法、等价极值法等进行了对比分析.针对实用简化模型,总结评述了3种方法:基于随机地震动模拟-确定性时程分析的直接方法、基于一致危险性反应谱和等效非线性体系的简化方法、基于可靠度简化解析表达式与数值模拟的半解析方法.最后,对新近提出的结构整体抗震可靠度理论及其存在的问题进行了归纳分析,并从地震作用的输入模型、主要失效模式的搜索、结构的破坏准则、结构失效模式的多重性、结构的整体极限状态方程等方面给出了研究建议. 展开更多
关键词 动力可靠度 抗震可靠度 随机振动 概率密度演化 状态变量模型 基本变量模型 实用简化模型
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液体火箭注气式蓄压器工作过程仿真及控制规律研究
13
作者 张青松 范瑞祥 +1 位作者 张兵 胡久辉 《导弹与航天运载技术(中英文)》 CSCD 北大核心 2022年第6期74-78,共5页
注气式蓄压器是下一代运载火箭POGO抑制技术的重点发展方向。基于实际物理过程建立了描述注气式蓄压器内部压力、温度以及气腔容积变化规律的状态变量模型。针对气体外排的注气式蓄压器系统,开展不同入口压力条件下的工作过程仿真分析... 注气式蓄压器是下一代运载火箭POGO抑制技术的重点发展方向。基于实际物理过程建立了描述注气式蓄压器内部压力、温度以及气腔容积变化规律的状态变量模型。针对气体外排的注气式蓄压器系统,开展不同入口压力条件下的工作过程仿真分析和充放气控制参数研究,获得了定容积注气式蓄压器的控制规律和参数优化设计方法,为注气式蓄压器的系统参数确定奠定理论基础。 展开更多
关键词 注气式蓄压器 状态变量模型 仿真分析 控制规律
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基于自适应拟合建模的航空发动机健康参数估计 被引量:2
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作者 顾嘉辉 鲁峰 +1 位作者 黄金泉 强子健 《传感器与微系统》 CSCD 2019年第3期28-32,共5页
针对航空发动机各部件会发生性能缓慢退化,而现有的发动机线性模型建模方法无法在全寿命期限内满足精度要求,导致滤波算法对健康参数的估计误差随着飞行循环数的增加而增加的问题,提出自适应拟合的方法建立包含健康参数的状态变量模型(S... 针对航空发动机各部件会发生性能缓慢退化,而现有的发动机线性模型建模方法无法在全寿命期限内满足精度要求,导致滤波算法对健康参数的估计误差随着飞行循环数的增加而增加的问题,提出自适应拟合的方法建立包含健康参数的状态变量模型(SVM),并设计卡尔曼滤波器进行健康参数估计。方法利用上一个采样周期内健康参数的估计值实时更新健康参数相关系数矩阵,以提高线性模型的精度。以某型商用航空发动机部件级模型为基础,在设计巡航点采用提出的方法建立线性变参数模型。通过相似换算,在多个飞行状态点,进行数字仿真性能缓慢退化过程。经验证:相比改进拟合法,基于所提建模方法的卡尔曼滤波器能较大地提高对健康参数的估计精度,同时具有较好的实时性。 展开更多
关键词 商用航空发动机 气路健康参数 状态变量模型 卡尔曼滤波 自适应拟合建模
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