[发明专利]航空发动机稳态性能保持控制方法及系统

权利要求书

1.一种航空发动机稳态性能保持控制方法，其特征在于，利用智能网络性能量指令模型获取航空发动机需要保持的性能量y_m(t)的指令值，并将其与性能量y_m(t)的实测值相比较，如两者偏差超过预设范围，则利用性能退化评估模型对发动机性能退化进行估计，并以所得到的性能退化估计结果作为性能保持优化控制模型的输入，性能保持优化控制模型的输出性能量y_m(t)的估计值，以性能量y_m(t)的指令值为性能保持优化控制器的期望输出，利用性能保持优化控制器得到相应的控制变量指令，并据此对航空发动机进行控制；所述智能网络性能量指令模型、性能退化评估模型、性能保持优化控制模型均为预先完成训练的神经网络模型，其中，

所述智能网络性能量指令模型具体如下：

y_m(t)＝f(g(w(t)),w(t))

X＝g(w(t))

其中飞行条件w(t)＝[H(t),V_x(t)]，H(t)代表飞行高度，V_x(t)代表前飞速度，X代表和y_m密切相关的航空发动机输出参数向量，g()和f()代表神经网络模型函数；所述性能退化评估模型的输入包括飞行条件w(t)以及与退化量参数密切相关的航空发动机输出参数的实测值，输出为对性能量y_m(t)影响较大的退化量参数的估计值；

所述性能保持优化控制模型的输入包括飞行条件w(t)、性能退化评估模型输出的性能退化估计结果以及所述控制变量指令，输出为性能量y_m(t)的估计值。

2.如权利要求1所述航空发动机稳态性能保持控制方法，其特征在于，所述航空发动机为涡轴发动机，所述性能量y_m(t)为以下参量中的一种：燃气涡轮出口总温T₄₃、动力涡轮出口总温T₄₅、耗油率sfc。

3.如权利要求2所述航空发动机稳态性能保持控制方法，其特征在于，所述性能量y_m(t)为动力涡轮出口总温；所述智能网络性能量指令模型为堆叠训练得到的五层神经网络模型，第一层输入为飞行高度H(t)和前飞速度V_x(t)，第三层输出为第五层输出为动力涡轮出口温度指令T_45r，其中，P₃、T₃分别表示压气机出口总压、压气机出口总温，P₄₃表示燃气涡轮出口总压，上标“∧”代表对应变量的估计值；所述性能退化评估模型的输入变量为[H，V_x，W_f，N_g，P₃，P₄₄，T₄₄，T₄₅]^T，输出变量为[DegCE，DegGW，DegGE，DegPE]^T，其中，W_f为燃油流量，N_g为燃气涡轮转速，P₄₄为动力涡轮进口总压，T₄₄为动力涡轮进口总温，DegCE、DegGW、DegGE、DegPE依次为压气机效率退化量、燃气涡轮流量退化量、燃气涡轮效率退化量、动力涡轮效率退化量；所述性能保持优化控制模型为基于BP神经网络建立的静态模型，模型输入为：H、Vx、DegCE、DegGW、DegGE、DegPE、Gvcr，输出为：其中，控制变量指令Gvcr为压气机导叶角指令。