[发明专利]一种基于喘振裕度估计模型的航空涡扇发动机控制方法

摘要

本发明公开了一种基于喘振裕度估计模型的航空涡扇发动机控制方法。本发明提出的喘振裕度估计模型的建模分为常规飞行时的无畸变模型与超机动飞行时的损失量模型两部分：无畸变模型是基于喘振裕度特征选择算法筛选最优模型输入，以非线性拟合方法建模实现；损失量模型则基于在线攻角预测模型实时评估航空发动机进口畸变度，进而计算获得畸变时喘振裕度损失量。而后利用上述估计模型对发动机的稳定性进行实时预测，在不改变发动机常规控制回路的基础上，对涡轮落压比控制指令进行喘振损失补偿，实现高稳定性控制。本发明可保证航空发动机稳定、高效地工作，实现航空发动机喘振裕度控制在11%~13%之间。

主权项

1.一种基于喘振裕度估计模型的航空涡扇发动机控制方法，其特征在于，发动机控制系统对下一时刻的发动机喘振裕度进行估计，具体按照以下方法：步骤1、利用攻角预测模型对下一时刻的航空器攻角进行在线预测；步骤2、利用预测的下一时刻攻角确定下一时刻发动机的压缩部件的喘振压比损失；步骤3、根据下式确定下一时刻发动机喘振裕度损失量：，其中，k、k+1分别表示当前时刻和当前时刻的下一时刻；表示k+1时刻的发动机喘振裕度损失量；表示k+1时刻的发动机的压缩部件的喘振压比损失；表示以当前时刻的发动机可测参数作为输入，利用无畸变喘振裕度模型估计出的k+1时刻的无畸变喘振裕度，所述无畸变喘振裕度模型为预先通过离线训练得到的神经网络；步骤4、按照下式得到下一时刻的发动机喘振裕度估计值：，其中，表示利用无畸变喘振裕度模型估计出的k+1时刻的无畸变喘振裕度，表示步骤3所得到的k+1时刻的发动机喘振裕度损失量；当所得到的超出预设的工作裕度范围时，发动机控制系统对发动机涡轮落压比的控制指令进行喘振压比损失补偿：当低于预设的工作裕度范围时，补偿后的发动机涡轮落压比的控制指令为；当高于预设的工作裕度范围时，补偿后的发动机涡轮落压比的控制指令为；为所述喘振压比损失补偿的补偿量，根据下式得到：，式中，表示k+1时刻的发动机的压缩部件的喘振压比损失；、分别表示发动机的涡轮落压比、风扇落压比。