[发明专利]一种航空混合电推进系统的能量管理策略

权利要求书

1.一种航空混合电推进系统的能量管理策略，其特征在于，所述策略包括如下步骤：

1)根据某次具体飞行任务负载需求功率与飞行时间的关系按飞行阶段离散化，将各个飞行阶段的负载所需功率视作定值；

2)根据航空混合电推进系统模型构建发电系统输出功率与发动机单位时间油耗以及储电装置输出功率与等效单位时间油耗的关系模型；

3)以各阶段功率分配比为变量，以完成该飞行任务的全局耗油量最低为目标，发电系统与储电装置输出功率范围为限制条件，通过遗传算法得出满足目标的各阶段的功率分配比。

2.根据权利要求1所述的一种航空混合电推进系统的能量管理策略，其特征在于：所述步骤1)的具体步骤为：将飞行任务按飞行情况分为起飞、爬升、巡航、下降、动力着陆、着陆等任务阶段，各个阶段内的负载需求功率近似为平均功率且保持不变。

3.根据权利要求1所述的一种航空混合电推进系统的能量管理策略，其特征在于：所述步骤2)的航空混合电推进系统模型由自由涡轮式涡轮轴发动机模型、高速永磁同步发电机模型、储电装置模型、电力变换装置模型、电动机模型和涵道风扇模型组成，所述自由涡轮式涡轮轴发动机模型由进气道、压气机、燃烧室、高压涡轮、动力涡轮和喷管部件级模型按照气路顺序依次组合，再利用共同工作方程通过牛顿-拉夫逊方法求解。

4.根据权利要求1所述的一种航空混合电推进系统的能量管理策略，其特征在于：所述步骤2)中发电系统输出功率与发动机单位时间油耗关系模型的表达式为：

式中，为根据模型计算的发电系统输出功率为P₁时的发动机单位时间油耗，k₀、k₁、k₂、k₃、k₄、k₅、k₆分别为拟合参数。

5.根据权利要求1所述的一种航空混合电推进系统的能量管理策略，其特征在于：所述步骤3)的具体步骤为：

31)确定k个任务阶段的负载所需功率P_i，need(i＝1，2，…，k)，发电系统最大输出功率P_1max，电池最大充放电功率P_2max.cd、P_2max.fd；

32)定义发电系统输出功率在各任务阶段与负载所需功率的比值变量[x₁，x₂，…，x_k]，并对其进行实物编码；

33)设置种群规模，根据约束条件产生初始种群；

34)根据当代种群中每个个体的值计完成该飞行任务的耗油量；

35)进行变异、交叉、选择差分进化操作，设置变异因子、交叉因子值；

36)将父代个体与子代个体进行判断和更新操作，优选更优个体；迭代次数加1，返回至34)，直到迭代次数达到设置的最大值为止。