[發明專利]一種航空發動機加速尋優控制方法、系統、介質及設備

有效

• 申請號: 202110492055.9
• 申請日: 2021-05-06
• 公開（公告）號: CN113239487B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 李杰;趙世明;閆柯樸;孫姣姣;高爽;袁博興;張云龍;賓建豪;馬震;李東曉
• 申請（專利權）人: 信陽航空職業學院
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/15;G06F30/27;G06N3/006;F02K1/06;G06F111/06
• 代理公司: 鄭州銀河專利代理有限公司 41158
• 代理人: 金輝

本發明公開了一種航空發動機加速尋優控制方法、系統、介質及設備，將當前尋優目標函數導入SA算法中作為優化目標，設SA算法參數，隨時產生一個初始解；將初始解作為第一次尋優的初始解，通過SA算法產生擾動，按照降溫速率進行降溫，隨機產生一組新的可行解，比較可行解和初始解，將最優解作為當前解；將當前解作為SA算法的最優解輸出；進行尋優至尋找到最優值；通過最優值獲得對整個加速過程的最優控制，重新產生新的擾動，直到當前解保持穩定，飛機推力達到最大，最短的時間內完成加速，完成航空發動機加速尋優控制。本發明具有全局探索能力，能夠在安全的前提下充分發掘發動機的潛力。

技術領域

本發明屬于航空發動機控制技術領域，具體涉及一種航空發動機加速尋優控制方法、系統、介質及設備。

背景技術

軍用飛機經常需要進行爬升、俯沖、追擊等動作，因此，軍用飛機對其發動機加速性有著很高的要求。若能在發動機加速過程中獲得較大的推力，可大幅提升飛機的機動性。航空發動機是飛機提供推力的裝置，深入研究航空發動機控制系統，在保證航空發動機安全工作的前提下，充分挖掘發動機推力潛力，是提升發動機加速性能的重要手段。

航空發動機是極其復雜的機械、熱力和電磁系統，具有強非線性、多變量等特點。航空發動機加速過程控制，可視為一個非線性規劃問題。雖然現有研究在一定程度上改善了發動機的過渡態性能，但還存在以下問題：

(1)對發動機推力潛力挖掘不夠充分，如序列二次規劃算法等梯度類算法對發動機控制系統進行大范圍如全飛行包線，全控制過的優化時，很難找到全局最優控制規律，因為該類算法對初始解敏感，容易陷入局部最優解。

(2)在挖掘發動機過渡態性能時，僅考慮小偏離情況，對發動機全加速范圍的優化研究不夠充分，且在尋優過程中，對發動機工作安全因素考慮較少。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種航空發動機加速尋優控制方法、系統、介質及設備，在全控制過程對航空發動機推力潛力進行了挖掘。全飛行包線范圍的研究結果證實，該控制系統可在保證航空發動機工作安全的前提下，充分挖掘發動機推力潛能，提升發動機加速性能，使發動機推力在最短時間內達到最大。

本發明采用以下技術方案：

一種航空發動機加速尋優控制方法，包括以下步驟：

S1、設定最優目標函數，將最優目標函數轉化為最小值求解問題，對最小值求解的目標函數進行離散化，得到當前尋優目標函數；

S2、將步驟S1得到的當前尋優目標函數導入SA算法中作為優化目標，設SA算法的初始溫度為T₀，降溫速率為k，最大迭代計算次數為N₁，收斂檢查設計數N₂，收斂最大差值為N₃；隨時產生一個初始解(WFM₀，A8₀)；

S3、將步驟S2產生的初始解作為第一次尋優的初始解(WFM₀，A8₀)，通過SA算法產生擾動，按照降溫速率進行降溫，隨機產生一組新的可行解(ΔWFM_n，ΔA8_n)，比較可行解和初始解，將最優解作為當前解；

S4、SA算法根據最大迭代計算次數N₁或收斂檢查設計數N₂進行尋優，將步驟S3的當前解作為最優解輸出；

S5、在步驟S4輸出的最優解基礎上進行下一輪尋優，直到當前輪次達到最大迭代計算次數X，或是達到收斂檢查設計數N，則SA算法尋找到最優值WFM_n＝WFN₀+ΔWFM_n，A8_n＝A8₀+ΔA8_n；