渦軸發(fā)動機-旋翼綜合建模、控制及優(yōu)化研究.pdf

1、隨著新一代直升機的各種性能不斷提高，對直升機火控系統(tǒng)，操縱品質(zhì)，生存性，敏捷性和機動性的要求越來越高，直升機各子系統(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，傳統(tǒng)的將各子系統(tǒng)分割獨立設(shè)計的方法已不能滿足要求，只有采用綜合設(shè)計和綜合控制技術(shù)。發(fā)動機從功率渦輪輸出經(jīng)過主減速器帶動旋翼，旋翼既是發(fā)動機的負(fù)載，又是使直升機產(chǎn)生升力、控制飛行速度以至飛行姿態(tài)的重要部件，可見發(fā)動機/旋翼系統(tǒng)對整個直升機性能影響至關(guān)重要。本文以直升機為對象，

2、建立了直升機/發(fā)動機一體化綜合仿真平臺，并在此平臺上進行渦軸發(fā)動機/旋翼控制及優(yōu)化研究。 本文第一章首先介紹了直升機綜合飛行/發(fā)動機控制研究，模型預(yù)測控制研究及最優(yōu)化問題研究現(xiàn)狀。第二章以黑鷹直升機數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)建立了直升機/發(fā)動機綜合仿真平臺，此平臺可以在飛行包線內(nèi)任意點開始仿真計算，并解決了發(fā)動機/旋翼扭振問題，為后續(xù)章節(jié)的展開提供了仿真平臺。第三章采用統(tǒng)一建模語言(UML)建立了基于C++的優(yōu)化算法庫，包括單純形算法求解線性

3、規(guī)劃(LP)問題、有效集算法求解二次規(guī)劃問題(QP)及序列二次規(guī)劃算法(SQP)求解一般非線性優(yōu)化問題，為后續(xù)章節(jié)的研究提供了實時優(yōu)化算法的保證。第四章進行了基于SQP的渦軸發(fā)動機非線性模型預(yù)測控制研究，采用神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)進行預(yù)測模型的計算，采用SQP算法進行在線滾動優(yōu)化計算，并討論了此控制器的實時性問題。第五章針對全局優(yōu)化問題進行了填充函數(shù)方法(FFM)研究，提出了一種新的單參數(shù)填充函數(shù)算法，并利用此算法進一步進行非線性模型預(yù)測控制研究，