[發明專利]一種航空發動機進口畸變下推力衰退自主控制方法

在審

• 申請號: 202010157176.3
• 申請日: 2020-03-09
• 公開（公告）號: CN111255574A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 魯峰;閆召洪;黃金泉;仇小杰;秦海勤
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: F02C9/00
• 分類號: F02C9/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 秦秋星

1.一種航空發動機進口畸變下推力衰退自主控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟A)建立進口畸變對航空發動機狀態量的影響關系，所述狀態量包括低壓轉子轉速、高壓轉子轉速、渦輪后溫度、風扇喘振裕度、壓氣機喘振裕度以及發動機推力；利用發動機主燃油量與高壓轉子轉速之間的數學映射，設計IL-NARMA-L2轉速控制器；

步驟B)結合IL-NARMA-L2轉速控制器，開發基于變增量LP算法推力尋優的多變量控制模塊，建立適應發動機發生進口畸變的推力衰退自主控制器。

2.根據權利要求1所述的一種航空發動機進口畸變下推力衰退自主控制方法，其特征在于：所述步驟A)中建立進口畸變對所述狀態量的影響關系，利用發動機主燃油量與高壓轉子轉速之間的數學映射，設計IL-NARMA-L2轉速控制器具體步驟如下：

步驟A1)，利用相對換算轉速n_L、壓比π_f和畸變指數W插值確定風扇部件換算流量和效率：

W_a2cor＝f₁(n_L,π_f,W)

η_a2cor＝f₂(n_L,π_f,W)

其中，W_a2cor和η_a2cor分別為風扇的換算流量和效率；計算發生進口畸變后的總壓恢復系數，公式為：

其中，Ma為馬赫數；通過修正發動機風扇的換算流量、效率以及總壓恢復系數，利用發動機部件級模型計算方法，建立畸變對所述狀態量的影響關系；

步驟A2)，設計IL-NARMA-L2轉速控制器，初始控制律為：

其中，發動機主燃油量作為輸入量u(k)，高壓轉子轉速作為輸出量y(k)，y^*(k)為發動機期望輸出，f₀^*(·)和g₀^*(·)為神經網絡組；當發動機處于動態工況時，控制律僅為初始控制律；當發動機處于穩態工況時，根據初始控制律求出控制量u₀(k)作用于發動機得到輸出量y(k)，利用期望輸出和實際輸出間的誤差e(k)輸入到迭代學習模塊迭代更新控制量，得到下一時刻的控制律u(k+1)，表達式為：

其中，Γ_p、Γ_i和Γ_d為迭代學習增益。

3.根據權利要求1所述的一種航空發動機進口畸變下推力衰退自主控制方法，其特征在于：所述步驟B)中結合IL-NARMA-L2轉速控制器，開發基于變增量LP算法推力尋優的多變量控制模塊，建立適應發動機發生進口畸變的推力衰退自主控制器具體步驟如下：

步驟B1)，構建基于變增量LP算法的航空發動機推力衰退自主控制系統結構圖，包括IL-NARMA-L2控制模塊、變增量LP尋優模塊和畸變估計模塊；

步驟B2)，利用發動機模型輸出和限制條件設計基于變增量LP算法的推力尋優模塊，建立適應發動機發生進口畸變的推力衰退自主控制器。