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The Analysis and Numerical Simulation of Dynamical Functions of the Transpiration Cooling Control System with Surface Ablation
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作者 Xu Yanhou Wu Guangyu(Department of Modern Mechanics,University of Science & Technology of China, Hefei, 230026)Gong Guanghui(Graduate School of USTC, Beijing, 100039)Yang Xueshi(P.O.Box 142-206, Beijing, 100854) 《Journal of Systems Engineering and Electronics》 SCIE EI CSCD 1994年第1期44-52,共9页
This problem is a nonlinear control system with variable-domain distributed parameter. In this paper, the numerical simulation of the dynamic functions has been carried out by transforming this problem to a fixed-dom... This problem is a nonlinear control system with variable-domain distributed parameter. In this paper, the numerical simulation of the dynamic functions has been carried out by transforming this problem to a fixed-domain initial-boundary value problem, and the numerical results are obtained: (1) Thedistribution of temperature rises, the ablation amount and velocity of the thermal shield vary with the time; (2) The maximum ablating velocity, the time of the ablation beginning and ending related to thetranspiration quantity. This method succeeds in overcoming the difficulty brought up by variable domain.On the other hand, the critical transpiration quantity for the surface to start ablating, the maximum ablating velocity and time of the ablation ending are obtained theoretically. 展开更多
关键词 Ablation transpiration cooling Variable domain Distributed parameter control NumericalSimulation
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高超声速飞行器发汗冷却系统自抗扰控制研究 被引量:1
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作者 易鑫 王春彦 +4 位作者 董伟 张鹏宇 黎晓健 王佳楠 邓方 《现代防御技术》 北大核心 2024年第2期33-41,共9页
针对高超声速飞行器发汗冷却系统的温度控制问题,在一维固定边界发汗冷却模型的基础上,提出了用于调节飞行器壁面多孔介质温度的自抗扰控制器,并进行了数值仿真。该控制器不依赖于多孔介质温度场精确的数学模型,通过从系统的输入输出数... 针对高超声速飞行器发汗冷却系统的温度控制问题,在一维固定边界发汗冷却模型的基础上,提出了用于调节飞行器壁面多孔介质温度的自抗扰控制器,并进行了数值仿真。该控制器不依赖于多孔介质温度场精确的数学模型,通过从系统的输入输出数据中提取干扰信息并进行补偿,实现对热流干扰的抑制。仿真结果表明,针对发汗冷却系统设计的自抗扰控制器,能够实现对参考温度的快速跟踪;且相较于传统的PID控制,温度响应没有超调;在有外界热流干扰时,具有较强的鲁棒性和适应性,可以为发汗冷却控制系统的工程应用提供一定参考。 展开更多
关键词 高超声速飞行器 发汗冷却 温度控制 自抗扰控制 鲁棒性 抗干扰
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温室内密闭小环境降温除湿效果及蒸腾水循环利用 被引量:19
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作者 李霞 解迎革 +4 位作者 薛绪掌 王国栋 李邵 张敏 陈菲 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第8期254-259,共6页
为探索密闭小环境对其内部温湿度及蒸腾水循环利用的影响,该研究对温室内盆栽做全密闭处理,基于"温差"热交换原理,通过调控盆栽小环境内的温湿度,降温除湿的同时回收利用蒸腾水。结果表明,利用"水-气温差"对密闭盆... 为探索密闭小环境对其内部温湿度及蒸腾水循环利用的影响,该研究对温室内盆栽做全密闭处理,基于"温差"热交换原理,通过调控盆栽小环境内的温湿度,降温除湿的同时回收利用蒸腾水。结果表明,利用"水-气温差"对密闭盆栽进行降温除湿回收蒸腾水,降温除湿效果显著,正午12:30左右,相比密闭对照盆栽,温度降低3℃左右,相对湿度下降7%;其他时间降温除湿效果虽不及正午,但白天平均降温2.4℃,相对湿度平均下降5%,蒸腾水最终都回收到U型管中。而利用"地-气温差"进行热交换、利用气泵使水汽循环,对密闭盆栽进行降温除湿回收利用蒸腾水。试验过程中,夜晚的降温除湿效果不显著。白天气泵运行期间,地-气热交换处理盆栽相对于密闭对照盆栽温度平均下降2.5℃左右;相对湿度平均下降10%。正午时分,降温除湿效果最为显著,相比密闭对照盆栽气温降5℃以上,与温室内的温差只有1.5℃;此时湿度下降15%。降温后凝结而成的水珠在高速气流的带动下重复利用于盆栽。由此可见,利用水-气、地-气温差对密闭盆栽小环境可实现降温、除湿并实现蒸腾水的回收利用。 展开更多
关键词 降温 湿度控制 循环 覆盖 蒸腾水 盆栽
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发汗冷却系统烧蚀界面的能控性条件 被引量:5
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作者 罗学波 尚亚东 《宇航学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第3期70-75,共6页
本文讨论在给定时段内 ,用发汗剂流量控制烧蚀界面不超过给定界面的可控性问题 。
关键词 发汗冷却系统 烧蚀界面 发汗剂流量控制
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YC4112Z_LQ柴油机电控EGR系统的研究 被引量:11
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作者 张振东 钟玉伟 褚超美 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期308-312,共5页
为了降低柴油机的氮氧化物排放,对YC4112ZLQ增压中冷柴油机进行了电控废气再循环(EGR)技术的研究。试验研究了不同EGR率对发动机各个工况下性能和排放的影响规律,据此针对欧洲Ⅱ号标准优选出了各个工况下的最佳EGR率,并对最佳EGR率下的... 为了降低柴油机的氮氧化物排放,对YC4112ZLQ增压中冷柴油机进行了电控废气再循环(EGR)技术的研究。试验研究了不同EGR率对发动机各个工况下性能和排放的影响规律,据此针对欧洲Ⅱ号标准优选出了各个工况下的最佳EGR率,并对最佳EGR率下的控制参数进行了电控标定。利用标定结果,设计了一套电子控制系统,用于该柴油机的实际运行。试验结果表明,与原机相比,加入EGR以后,在微粒排放略有增加的情况下,NOx排放下降12.9%,使13工况排放全面达到欧洲Ⅱ号标准的要求。 展开更多
关键词 YC4112ZLQ柴油机 电控EGR系统 氮氧化物 废气再循环 排放控制
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发汗冷却系统的控制及其特性 被引量:12
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作者 徐燕侯 杨学实 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 1993年第11期993-1001,共9页
本文给出热层三维发汗冷却控制系统的数学模型.在一般情形下,它是一个可变域上分布参数和集中参数混合的非线性控制系统.本文指出:在冷却剂渗流是一维不可压缩的(或一维定常的)条件下,热层的传热和烧蚀问题可以单独求解.针对热防护层的... 本文给出热层三维发汗冷却控制系统的数学模型.在一般情形下,它是一个可变域上分布参数和集中参数混合的非线性控制系统.本文指出:在冷却剂渗流是一维不可压缩的(或一维定常的)条件下,热层的传热和烧蚀问题可以单独求解.针对热防护层的表面烧蚀问题,本文讨论了系统控制方案,阐明简化的条件,研究了一维发汗冷却系统点控制的特性,给出了冷却剂无相变和有相变两种情形的平衡状态解. 展开更多
关键词 传热 蒸发冷却 控制系统 冷却剂
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发汗冷却系统的自校正控制 被引量:4
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作者 孙冀 罗学波 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2000年第z1期178-180,共3页
对发汗冷却系统的自校正控制问题进行了讨论,给出了一个基于实际观测的自 校正控制算法。根据单点或多点测温,应用最小二乘及最佳摄动法,确定气动加热面 边界热流密度。由热平衡方程给出输入函数控制律,数值仿真结果显示此方法可以... 对发汗冷却系统的自校正控制问题进行了讨论,给出了一个基于实际观测的自 校正控制算法。根据单点或多点测温,应用最小二乘及最佳摄动法,确定气动加热面 边界热流密度。由热平衡方程给出输入函数控制律,数值仿真结果显示此方法可以 取得很好的控制效果。 展开更多
关键词 发汗冷却控制系统 分布参数控制系统 参数估计 自校正控制
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有烧蚀的发汗冷却控制系统动态性能的分析和数值模拟 被引量:5
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作者 徐燕侯 吴广钰 +1 位作者 弓广辉 杨学实 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 1993年第10期75-80,F003,共7页
一维有烧蚀的发汗冷却系统是一个可变域上的分布参数控制系统,本文将其转化为固定域上的定解问题。采用二阶精度无条件稳定的Crank—Nicholson隐式差分格式进行动态性能的数值模拟,给出热层温升分布、烧蚀量和烧蚀速度三者随时间的变化... 一维有烧蚀的发汗冷却系统是一个可变域上的分布参数控制系统,本文将其转化为固定域上的定解问题。采用二阶精度无条件稳定的Crank—Nicholson隐式差分格式进行动态性能的数值模拟,给出热层温升分布、烧蚀量和烧蚀速度三者随时间的变化规律,以及烧蚀开始时间、结束时间和最大烧蚀速度三者与发汗量的关系等。这一数值模拟方法成功地克服了可变域给数值计算带来的困难。本文还通过理论分析,给出热层表面是否出现烧蚀的临界发汗量、表面烧蚀的终止时间和最大烧蚀速度。 展开更多
关键词 烧蚀 发汗冷却 控制系统 数值模拟
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发汗冷却控制研究注记 被引量:11
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作者 杨学实 于景元 +1 位作者 朱广田 廖泰安 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 1996年第4期2-11,共10页
发汗冷却控制问题属于前沿课题。近来新方法新观点不断出现,问题不断深入,成果迅速扩大。本文从数值方法和仿真,数学理论,控制理论,实验研究等方面进行小结。并总结了基本方程和给出了附加方程,便于算子空间讨论。
关键词 发汗冷却 飞行器 发汗控制 数学模型
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最小发汗量冷却系统的PID进化控制策略和实现算法 被引量:4
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作者 朱聪超 秦世引 杨学实 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期1336-1340,共5页
针对发汗冷却系统中不可压缩发汗剂对热层温度场的优化控制问题,利用径向基函数神经网络建立了被控温度场的预测模型,构造了使发汗剂消耗量和预测温度超调量极小化的泛函性能指标,提出一种基于遗传算法的PID进化控制策略和实现算法。同... 针对发汗冷却系统中不可压缩发汗剂对热层温度场的优化控制问题,利用径向基函数神经网络建立了被控温度场的预测模型,构造了使发汗剂消耗量和预测温度超调量极小化的泛函性能指标,提出一种基于遗传算法的PID进化控制策略和实现算法。同时,该神经网络预测器可以通过在线学习随时跟踪温度场的变化,以实现对温度场的滚动优化和进化控制。仿真结果表明,这种基于神经网络预测和遗传算法优化的PID进化控制器能够实现在几乎无烧蚀的情况下发汗剂消耗量的最小化。而且,该算法还适合于多样化的性能指标,便于求解和实现,实用性强。 展开更多
关键词 遗传算法 RBF神经网络 PID 发汗冷却 最优控制
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发汗冷却控制系统的参数辨识 被引量:3
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作者 刘幸东 吴清松 +1 位作者 徐燕侯 杨学实 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 1996年第4期71-77,共7页
本文针对飞行器再入全程热环境的地面模拟试验和飞行实测研究,应用发汗冷却控制技术,通过热层内点温度测量,引入敏感系数,给出热层加热面表面热流的参数辨识方法,解决了这一参数辨识定解问题的不适定性。由于应用了发汗冷却控制技... 本文针对飞行器再入全程热环境的地面模拟试验和飞行实测研究,应用发汗冷却控制技术,通过热层内点温度测量,引入敏感系数,给出热层加热面表面热流的参数辨识方法,解决了这一参数辨识定解问题的不适定性。由于应用了发汗冷却控制技术,避免了热层表面出现烧蚀,内点测温可以获得全程信息,因此为再入热环境的全程实验研究提供了实现的途径。本文参数辨识的计算结果与正问题的数值模拟结果吻合得很好。 展开更多
关键词 发汗冷却 热防护 控制系统 参数辨识 飞行器
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高超声速头锥驻点发汗控制试验研究 被引量:2
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作者 杨学实 王侠超 +4 位作者 柳星炎 王根彬 王岳广 樊文选 刘德英 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 1996年第1期71-80,F003,共11页
本文简要叙述了发汗冷却控制概念。并在发汗冷却控制方程基本性质研究的基础上,针对电磁炮弹和其它型号的应用,进行了发汗冷却控制原理性试验研究。并着重叙述了水发汗的试验方案、控制方法等试验技术。应用发汗量函数级数形式,装入... 本文简要叙述了发汗冷却控制概念。并在发汗冷却控制方程基本性质研究的基础上,针对电磁炮弹和其它型号的应用,进行了发汗冷却控制原理性试验研究。并着重叙述了水发汗的试验方案、控制方法等试验技术。应用发汗量函数级数形式,装入计算机代替方程求解。在电弧加热条件下,对驻点状态模型温度进行闭合回路控制的试验是成功的。 展开更多
关键词 发汗冷却控制 试验 航天器 发动机
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PATR发动机控制特性和最大状态控制规律分析 被引量:2
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作者 马文友 马元 +2 位作者 马海波 玉选斐 吴弈臻 《火箭推进》 CAS 2023年第6期90-99,共10页
为了研究预冷空气涡轮火箭发动机(PATR)的最大状态(最大推力和最大比冲状态)控制规律,建立了PATR的稳态变工况模型,研究了控制量对发动机性能参数的影响特性,给出了在总氢流量一定的前提下,发动机的最优性能状态(推力和比冲同时达到最大... 为了研究预冷空气涡轮火箭发动机(PATR)的最大状态(最大推力和最大比冲状态)控制规律,建立了PATR的稳态变工况模型,研究了控制量对发动机性能参数的影响特性,给出了在总氢流量一定的前提下,发动机的最优性能状态(推力和比冲同时达到最大)控制规律,在此基础上进一步分别得到了发动机的最大推力状态和最大比冲状态的控制规律,并分别给出了发动机处于最大推力状态和最大比冲状态下的飞行包线。结果表明:当总氢流量一定时,PATR发动机的推力和比冲将随主燃室温度、氦涡轮入口温度、尾喷管喉部面积的增加而增大;给定总氢流量下的PATR发动机的最优性能状态控制规律为:核心机余气系数之和等于1、氦涡轮入口温度、尾喷管喉部面积分别取得最大值,此时发动机的推力和比冲同时达到最大,发动机处于最优性能状态;当主燃室温度、氦涡轮入口温度、尾喷管喉部面积一定时,推力随总氢流量的增加而增大,比冲与之相反;PATR发动机的最大推力状态控制规律为核心机余气系数之和等于1、氦涡轮入口温度、尾喷管喉部面积分别取得最大值,并要尽可能地增加总氢流量;PATR发动机的最大比冲状态控制规律为核心机余气系数之和等于1、氦涡轮入口温度、尾喷管喉部面积分别取得最大值,并要尽可能地减小总氢流量。 展开更多
关键词 预冷组合发动机 PATR 控制规律 最优性能 最大推力 最大比冲
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热防护发汗冷却控制问题
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作者 胡家义 宋长池 杨醒民 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 1996年第4期55-57,共3页
发汗冷却控制问题的提出为避免高速飞行物发生形变提供了一条有效的办法,如何控制发汗量mL(或β)使飞行表面烧蚀满足设计要求是解决此问题的关键。本文从理论上探讨了该问题的一个解决办法。
关键词 发汗冷却 发汗控制 热防护 飞行器
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