[发明专利]基于仿人自抗扰的超声速燃烧室脉冲喷注控制方法及系统

权利要求书

1.一种基于仿人自抗扰的超声速燃烧室脉冲喷注控制方法，其特征在于包括如下步骤：

S1、分析超燃冲压发动机在一定工况下和脉冲喷注主要可控参数对燃烧室推力、总压损失燃烧性能指标的影响规律；

S2、在超燃冲压发动机不同工况下，应用拉丁超立方抽样获取设计变量区间的样本点，进行实验获取数据集；

S3、对数据集进行预处理；

S4、搭建神经网络，形成燃烧室性能预测神经网络代理模型；

S5、利用多目标寻优的粒子群算法，结合神经网络代理模型，寻找燃烧室推力、总压损失最优的燃料脉冲喷注设计变量的Pareto非支配解集；步骤S5具体为：在超燃冲压发动机不同工况下，以神经网络代理模型为适应度函数，利用多目标寻优的粒子群算法寻找使推力和总压损失最优的燃料脉冲喷注的喷射角度、喷射位置、喷射频率、喷射压力、供油路数，即寻找燃料脉冲喷注设计变量的Pareto非支配解集；

S6、确定燃料脉冲喷注器的全局最优变量作为当前条件下脉冲喷注的控制参数，利用仿人自抗扰控制器进行实时调控。

2.根据权利要求1所述的基于仿人自抗扰的超声速燃烧室脉冲喷注控制方法，其特征在于：步骤S1具体为：

应用初步设计的燃料脉冲喷注器，分析超燃冲压发动机在典型工况情况下，燃料脉冲喷注主要可控参数变化对燃烧室推力、总压损失燃烧性能指标的影响规律，可控参数包括燃料脉冲喷注的喷射角度、喷射位置、喷射频率、喷射压力、供油路数，获得燃料脉冲喷注主要可控参数与燃烧性能指标的数学关系。

3.根据权利要求1所述的基于仿人自抗扰的超声速燃烧室脉冲喷注控制方法，其特征在于：步骤S2具体为：

对燃料脉冲喷注的喷射角度、喷射位置、喷射频率、喷射压力、供油路数5个设计变量进行参数化处理，确定每个变量的取值范围，在不同马赫数、不同来流条件多个工况参数下，应用拉丁超立方抽样获取设计变量区间的样本点。

4.根据权利要求1所述的基于仿人自抗扰的超声速燃烧室脉冲喷注控制方法，其特征在于：步骤S2中应用拉丁超立方抽样获取设计变量区间的样本点具体为：

(1)首先确定样本数N，即要抽取的样本数目；

(2)将燃料脉冲喷注的喷射角度、喷射位置、喷射频率、喷射压力、供油路数5个设计变量区间均分为N段；

(3)分别在这N段中的每一段内随机的抽取一个值；

(4)将不同设计变量抽取的值进行随机组合；

通过地面脉冲燃烧风洞试验获取推力、总压损失燃烧性能指标并对计算流体动力学CFD数值模拟结果进行验证及修正，然后通过计算流体动力学CFD数值模拟扩充数据样本量，构建设计变量与燃烧性能指标一一对应的数据集。

5.根据权利要求1所述的基于仿人自抗扰的超声速燃烧室脉冲喷注控制方法，其特征在于：步骤S3具体为：

对数据集进行筛选及清洗，剔除完全无价值数据，确保基础数据集的质量，并对数据集进行预处理；完全无价值数据包括异常数据、冗余数据、设计变量区间之外的数据。