渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)-旋翼綜合建模、控制及優(yōu)化研究.pdf

1、隨著新一代直升機(jī)的各種性能不斷提高，對(duì)直升機(jī)火控系統(tǒng)，操縱品質(zhì)，生存性，敏捷性和機(jī)動(dòng)性的要求越來(lái)越高，直升機(jī)各子系統(tǒng)的復(fù)雜程度大大增加，子系統(tǒng)間的耦合作用也大大加強(qiáng)，傳統(tǒng)的將各子系統(tǒng)分割獨(dú)立設(shè)計(jì)的方法已不能滿足要求，只有采用綜合設(shè)計(jì)和綜合控制技術(shù)。發(fā)動(dòng)機(jī)從功率渦輪輸出經(jīng)過(guò)主減速器帶動(dòng)旋翼，旋翼既是發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載，又是使直升機(jī)產(chǎn)生升力、控制飛行速度以至飛行姿態(tài)的重要部件，可見(jiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)/旋翼系統(tǒng)對(duì)整個(gè)直升機(jī)性能影響至關(guān)重要。本文以直升機(jī)為對(duì)象，

2、建立了直升機(jī)/發(fā)動(dòng)機(jī)一體化綜合仿真平臺(tái)，并在此平臺(tái)上進(jìn)行渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)/旋翼控制及優(yōu)化研究。 本文第一章首先介紹了直升機(jī)綜合飛行/發(fā)動(dòng)機(jī)控制研究，模型預(yù)測(cè)控制研究及最優(yōu)化問(wèn)題研究現(xiàn)狀。第二章以黑鷹直升機(jī)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)建立了直升機(jī)/發(fā)動(dòng)機(jī)綜合仿真平臺(tái)，此平臺(tái)可以在飛行包線內(nèi)任意點(diǎn)開(kāi)始仿真計(jì)算，并解決了發(fā)動(dòng)機(jī)/旋翼扭振問(wèn)題，為后續(xù)章節(jié)的展開(kāi)提供了仿真平臺(tái)。第三章采用統(tǒng)一建模語(yǔ)言(UML)建立了基于C++的優(yōu)化算法庫(kù)，包括單純形算法求解線性

3、規(guī)劃(LP)問(wèn)題、有效集算法求解二次規(guī)劃問(wèn)題(QP)及序列二次規(guī)劃算法(SQP)求解一般非線性優(yōu)化問(wèn)題，為后續(xù)章節(jié)的研究提供了實(shí)時(shí)優(yōu)化算法的保證。第四章進(jìn)行了基于SQP的渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)非線性模型預(yù)測(cè)控制研究，采用神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行預(yù)測(cè)模型的計(jì)算，采用SQP算法進(jìn)行在線滾動(dòng)優(yōu)化計(jì)算，并討論了此控制器的實(shí)時(shí)性問(wèn)題。第五章針對(duì)全局優(yōu)化問(wèn)題進(jìn)行了填充函數(shù)方法(FFM)研究，提出了一種新的單參數(shù)填充函數(shù)算法，并利用此算法進(jìn)一步進(jìn)行非線性模型預(yù)測(cè)控制研究，