全电推进系统中国领先美国一代——高可靠性与环境适应性的电磁弹射

电磁弹射器是最新一代航母专用的飞机弹射器，目前，公开宣布研制成功的只有美国海军。

硬岩隧道掘进机推进系统姿态自适应控制

针对全断面硬岩隧道掘进机(TBM)油缸并联推进系统产生的推进干扰力降低关键部件使用寿命和隧道开挖精度的问题,提出姿态自适应推进系统.建立推进机构的数学模型,将推进油缸分为2组,对2组推进油缸的大腔压力进行动态分配.使用ADAMS AMESim Simulink三软件联合仿真,对比分析并联推进系统与姿态自适应推进系统.结果表明:在额定推进力和0.1°、0.3°、0.5°调向角度下,姿态自适应推进系统产生的推进干扰力为并联推进系统的2%,姿态自适应推进系统平行于主梁的推进正压力的超调小于5%.姿态自适应推进系统可以显著减小推进干扰力,具有良好的稳定性.

电液比例式推进系统的自适应反演滑模控制

针对电液比例阀驱动的水下推进系统存在液压系统强非线性、易受外界温度压力以及水动力性能变化引起的参数不确定性的问题,提出一种自适应反演滑模控制方法.该方法结合实验辨识和自适应参数控制器设计方法分别对电液比例复杂耦合系统和不确定系统参数进行简化分析和在线估计,使用李雅普诺夫稳定性理论保证了系统全局渐近稳定以及系统状态的有界性.以国家发展高科技计划4 500米级深海作业系统-"海马号"ROV的螺旋桨推进系统为研究对象,使用提出的控制方法与传统PID控制器进行对比试验.仿真和水池试验结果表明,所设计的自适应反演滑模控制器对参数变化以及未知外界干扰具有较强的鲁棒性,可以很好地跟踪螺旋桨转速参考轨迹,获得较好的稳态控制精度和动态性能;同时修正后的参数估计能够保证在外界未知干扰下估计参数的有界性.

UUV推进系统模糊自适应融合故障诊断方法

针对水下无人潜航器(unmanned underwater vehicle,UUV)推进系统的故障诊断问题,提出了一种基于自适应模糊融合的推进系统故障诊断算法。依据灰色预测理论,利用历史数据得到预测电流;同时,利用试验数据拟合控制电压与电枢电流的关系,建立了理论电流的计算模型。综合考虑控制电压变化率和电流异常时间对融合权值的影响,引入模糊理论,将理论电流和预测电流自适应地融合,最终得到融合电流。对比融合电流和实际检测电流变化趋势的异同,实现对UUV推进器状态的实时监控。在UUV推进器出现故障时,两者的差值变化反映了推进器的故障情况以及故障类别,继而为后续的系统恢复与自救提供了依据。湖试和海试过程分别验证了,所提出的算法能够有效地检测出推进器螺旋桨故障和推进器电机供电异常,且试验全程未出现"虚警",同时,根据所得差值电流的范围准确判定了推进系统故障的类型。

飞行/推进系统自适应神经网络综合控制仿真研究

提出一种基于发动机喘振裕度自适应的飞行 /推进系统综合控制。在发动机喘振裕度较大的某些飞行条件或飞行包线内 ,通过调整喷口面积 ,使发动机喘振裕度保持在一个较小值 ,既保证发动机稳定工作 ,又增加发动机推力 ,从而改善飞机的性能。采用分散控制方案 ,综合控制系统由 5个控制子系统组成。各控制子系统的设计采用自适应控制和神经网络相结合的方法 ,所提出的参数和权重的自适应调整律保证系统的稳定性。全包线范围内飞机平飞加速和爬升数字仿真结果表明 。

水下机器人推进系统自适应故障诊断

针对水下机器人推进系统的在线监测,提出一种具有在线学习能力的推进系统故障诊断方法。通过分析相关性的变化趋势,在线估计推进系统的时延。利用作业过程中采集的数据,对控制量与转速之间的关系进行在线建模。为提高建模精度,采用粒子群算法,对模型阶次和建模数据量进行在线优化。为适应作业过程中环境和系统自身状态的变化,设计了模型在线更新机制。基于该在线更新机制,提出一种不依赖传统阈值的自适应故障检测方法。通过海上试验数据和水池测试,验证了所提出算法的有效性。

凿岩回转推进全液压自适应控制系统

为提升凿岩自适应控制性能,以全液压的方式实现凿岩回转推进自适应控制。通过推进联、溢流阀、负载敏感变量泵等的特殊匹配,实现推进压力液压远控;通过推进压力液压远控、平衡阀耦合两溢流阀设定值、回转压力控制平衡阀开度等技术措施,实现回转推进全液压自适应耦合控制。理论分析、仿真分析及试验测试表明,该全液压自适应控制系统性能良好,可靠性高,有效提升钻进过程的岩层适应性。

基于自适应神经模糊推理算法的无人机电推进燃料电池供气系统性能优化

针对无人机采用的聚合物交换膜燃料电池和锂离子电池的混合动力电推进系统,研究开发了一种基于自适应神经模糊推理系统的电源管理控制技术,以控制混合动力电推进系统,同时优化燃料电池供气系统的性能。用无人机混合电推进系统数学模型,研究了燃料电池电流与燃料电池供气系统压缩机功率之间的关系,建立了燃料电池电流与最佳压缩机功率关系的参考模型。在参考模型的基础上,引入自适应控制器来优化燃料电池供气系统的性能。基于自适应神经模糊推理系统的控制器将压缩机的实际运行功率动态调整到参考模型中定义的最佳值。自适应控制器的在线学习和训练能力用来辨识燃料电池电流的非线性变化,并产生压缩机电机电压的控制信号,以优化燃料电池供气系统的性能。在Matlab仿真环境中,开发了质子交换膜燃料电池和锂离子混合动力电推进系统模型,并对所设计的控制器进行了仿真分析。结果表明,基于自适应神经模糊推理系统的控制器为燃料电池供气系统压缩机性能优化提供了一种新颖而全面的途径,使燃料电池供气系统获得最大净功率输出。将燃料电池系统的净功率输出与最佳压缩机功率和恒定压缩机功率进行比较,发现优化的压缩机功率配置比恒定的压缩机功率配置节能2.62%。同时,燃料电池自适应神经模糊推理系统控制器优化了燃料电池供气系统的能量利用。

推进系统优化控制模式研究

在不同的飞行任务段采用不同的优化控制模式,能够充分发挥发动机的性能潜力,提高飞机性能。利用机载自适应模型,使优化控制模式具有自适应能力。优化过程采用线性规划(LP)方法结合发动机的物理响应过程来解决非线性的发动机性能优化问题。文中阐述了优化控制的设计和控制算法,并进行了数字仿真试验,结果表明:在平飞加速工况下,采用最大推力模式,可提高发动机推力约10%;在亚音速巡航时,采用最小油耗模式,可节省单位油耗约2%,验证了推进系统优化控制模式的性能效益。

某型发动机数控系统的相似参数自适应控制

针对航空发动机在全飞行包线非线性和时变的特点,提出了参数自适应PID控制器设计方法,研究了用最小二乘法和相似参数法两种参数估计器进行在线参数辨识和参数整定的问题。通过与发动机线性模型和部件级非线性模型的仿真,对两种控制算法进行了比较,确定了相似参数法自适应PID控制器具有稳定性好,计算简单,适用于全包线等优点。将相似参数法自适应PID控制器用于某型航空发动机全权限数控系统,通过试车和试飞,验证了该方法的优点。

美国航空航天平台与推进系统的未来发展及启示

介绍了美国20世纪50年代以来的航空航天预研计划详细内容及实施情况,分析了美国航空航天发展战略并归纳总结了支撑该战略的航空飞行平台、临近太空飞行平台、进入太空飞行平台和太空飞行平台的发展和特点,综述了可用于4大飞行平台的推进系统,如自适应发动机、高速涡轮发动机、超燃冲压发动机和组合循环发动机技术的研制现状和未来发展,获得了中国航空航天技术的发展应该实施国家战略、夯实技术基础和适时调整目标等启示。

深海机器人推进电机系统的混沌控制

深海机器人推进电机系统中出现的混沌现象,直接影响深海机器人稳定性、可靠性和安全性.采用自适应控制技术对其混沌行为加以控制,对该方法的可行性和有效性进行了证明.设计和构造了易于工程实施的混沌控制器,用于深海机器人推进电机系统混沌控制.仿真实验表明,推进电机系统在自适应控制器的作用下可迅速脱离混沌状态,并进入持续稳定状态,控制效果明显.可以为深海机器人推进电机系统中可能出现的混沌运行行为提供控制策略和抑制预案,有利于混沌控制嵌入软件的开发,确保深海机器人稳定、可靠和安全地运行,具有一定的实用价值.

二维稳定流形的自适应推进算法

稳定和不稳定流形是研究动力系统全局特性的重要工具.一般系统的稳定和不稳定流形的曲率在全局范围内会有明显变化,应根据流形曲率的变化采用不同尺寸的网格单元计算全局流形.然而在现有二维流形算法中,流形网格单元的尺寸在全局范围内是统一的.为持续有效地计算全局稳定流形,提高计算网格对流形曲率变化的适应性.本文在偏微分方程算法的基础上提出一种二维稳定流形的自适应推进算法.该算法的基本思想是根据稳定流形曲率的变化自适应地调整网格单元的尺寸.该算法首先在系统的稳定特征子空间中确定稳定流形的一个初始估计,该初始估计的网格单元尺寸设置为初始大小.然后根据稳定流形网格前沿的曲率特点自适应地产生新的备选网格单元,继而根据相切性条件更新备选点的坐标,并将距离平衡点最近的备选点接受为已知点,最后更新稳定流形网格的前沿并自适应地产生新的备选网格单元,通过这个迭代过程使流形网格自适应地向前推进.本文算法通过引入流形单元尺寸自适应,成功实现了洛伦兹流形和类球面流形的计算,并与偏微分方程算法进行了对比,结果表明自适应推进算法的流形计算单元的尺寸可在全局范围内根据流形曲率自适应地调整.利用自适应推进算法计算二维稳定流形,可实现稳定流形的自适应推进.

水下机器人用永磁推进电机系统混沌控制

本文针对在水下机器人永磁推进电机系统中出现的、直接影响水下机器人稳定性、可靠性和安全性的混沌现象,研究永磁推进电机系统混沌行为控制问题;设计和构造了易于工程实施的混沌控制策略,用于水下机器人永磁推进电机系统混沌控制。仿真实验表明,推进电机系统在自适应控制器的作用下可迅速走出混沌状态,并进入持续稳定状态,控制效果明显;混沌控制效果、由混沌进入稳态的动荡程度和迁宿时间与反馈增益系数和控制信号的施加时刻密切相关。

LHT-100霍尔电推进系统鉴定试验研究

为了验证LHT-100霍尔电推进系统工作性能和空间环境适应性,对霍尔电推进系统进行了鉴定试验研究,霍尔电推进系统包括霍尔推力器、电源处理单元、滤波单元、贮供单元和控制单元,鉴定项目包括霍尔电推进系统各单机力学、热真空、热循环、EMC等,对相关试验数据与设计指标的符合性进行了分析,研究表明:LHT-100霍尔电推进系统空间环境适应性及与航天器的兼容性良好。

航空推进系统性能寻优控制的系统模型

航空推进系统性能寻优控制是基于模型的控制技术,各部分采用的系统模型是其关键技术之一。根据性能寻优控制的原理,分析了系统模型选择的原则。详细描述了2部分核心模型:估计模型和性能优化模型。根据寻优控制实时计算的要求,给出了状态变量模型和稳态变量模型的线性化表达式,并介绍了工程实现时模型的使用方法。

地方政府自我推进型治理创新的“适应性”实施:从失谐增量到持存发展

在各地复杂的治理创新环境中,地方政府自我推进型治理创新的可持续发展与其环境适应性密切相关。基于复杂适应系统理论视域,新中国成立以来,地方政府自我推进型治理创新表现出"失谐增量"的适应性创新实施特征,具体包括机械式适应实施、依附式适应实施和偏利式适应实施三种基本形态,引发创新目标短视、治理结构单一和管理配套滞后等短效化创新问题,影响着该型创新的持存性发展。结合这些创新实施问题和复杂适应系统理论预设,可以通过构建"增益自适应控制"型创新实施机制,提升地方政府自我推进型治理创新的"痛点思维",搭建开放、合作的治理平台,加强治理创新管理等优化策略,以重塑地方政府自我推进型治理创新的适应性实施机制。

高速船联网智能推进系统综合优化设计技术研究

推进系统是整个船舶动力系统的心脏,其性能好坏直接关系到各动力装置的运转。随着航运业的发展,对船舶的航行速度要求越来越高,一套高效的推进系统成为现代船舶研究的重点。本文研究现有船舶推进系统结构,分析各类推进器的性能特点。在此基础上,利用Matlab仿真工具,对基于船联网的智能推进系统进行建模,利用自适应遗传算法及基于PID模糊控制算法对推进系统模型进行优化;最后对系统模型进行仿真并对结果进行分析。