可重复使用液体火箭发动机智能减损控制技术

液体火箭发动机减损控制技术是一门横跨控制理论与技术、材料科学、液体火箭发动机技术等领域的新兴交叉技术,是工程上实现液体火箭发动机健康监控系统故障控制功能的核心技术之一。文中主要评述了可重复使用液体火箭发动机智能减损控制技术研究进展,分析了减损控制技术与导弹延寿技术之间的区别,指明了存在的主要技术问题和今后的发展趋势。

液体火箭发动机起动过程减损控制研究

为了控制液体火箭发动机起动过程中故障的发展,以便提高发动机的可靠性与安全性,在其关键部件损伤与系统性能之间折衷考虑,实施减损控制。提出一种以减小部件损伤为目的的发动机开环控制结构,并对其所涉及的相关模型作了简短的分析;通过综合分析减损控制律,可对控制输入序列进行优化选择。仿真研究了某火箭发动机起动过程实施减损控制后的两个实例,结果表明通过减损控制,可以实现在系统性能不明显损失的情况下,较大幅度地减小关键部件损伤。

基于模糊推理的液体火箭发动机推力室减损控制研究

在建立液体火箭发动机动力学模型、推力室冷却夹套隔片结构模型和材料损伤模型的基础上,利用模糊逻辑推理知识设计了模糊推理机,构建了模糊减损控制系统这一有机整体。通过仿真计算,在火箭发动机工作100s期间,推力室喷管冷却夹套隔片有一定变形的情况下,研究了其损伤演化过程及损伤分布。

一种综合分析LRE减损控制律的智能方法研究

应用遗传算法解决液体火箭发动机减损控制律综合分析这个典型的多目标优化问题,可以解决传统优化方法在该问题中的局限性。分析了遗传算法在解决液体火箭发动机减损控制律综合分析中的具体应用问题,如编码方案、种群设定、适应度函数设计、约束条件处理、选择机制、交叉与变异操作以及遗传算法有关参数的确定等,分别给出了可行的取值参考范围。应用SPEA进行了仿真计算,结果表明遗传算法在综合分析减损控制律时是有效的,为智能技术在液体火箭发动机减损控制中的应用提供了方法探索。

基于改进预设性能的高超声速飞行器机翼减损控制研究

针对高超声速飞行器的机翼损伤问题,改进了预设性能算法并设计了姿态减损控制器,以保证在飞行过程中增强控制器减损效果并保障飞行性能。首先,通过分析飞行器机翼关键部件受力情况,给出可实时计算损伤量和损伤变化率的损伤模型;然后,基于预设性能理论,改进了性能函数指数和误差转换函数,并结合飞行器模型设计了基于改进预设性能的姿态减损控制器。通过仿真分析验证了所设计控制器的有效性。

基于多目标优化的液体火箭发动机减损与延寿控制

着重分析了减损与延寿控制律的综合过程,提出其基于多目标优化方法的理论基础。在建立某型液体火箭发动机系统动力学模型、关键部件之涡轮叶片的结构分析模型及其材料损伤模型的基础上,分析了应用非线性规划法求解减损与延寿控制律的过程。对发动机起动过程实施减损与延寿控制,结果表明在系统性能略微损失的情况下,可以较大幅度地减小涡轮叶片的损伤,从而达到延长发动机工作寿命的目的。

液体火箭发动机基于主要目标的减损与延寿控制方法

首先通过构造目标函数、提取约束条件与问题解的分析,对液体火箭发动机减损与延寿控制技术的优化问题进行了数学描述,然后以某大型液氧/煤油火箭发动机为对象,考虑其涡轮叶片为关键部件,研究了发动机起动过程减损控制律综合分析的主要目标法,并在不同的约束条件下,对实现不同意义下的减损控制进行了仿真计算.结果表明该方法可行且有效,能够有效实现系统性能与关键部件损伤间的权衡并实现预期的减损目标,结果为工程中液体火箭发动机的改进和优化设计提供了重要的参考价值.

航空发动机寿命延长控制综述

传统航空发动机控制系统设计,只关注发动机性能,而寿命延长控制(LifeExtending Control,LEC)将发动机寿命纳入到发动机控制系统设计要求中,以期在控制系统中解决寿命问题。在总结国外相关文献的基础上,简要回顾了航空发动机寿命延长控制的研究背景和价值;详细阐述了发动机寿命延长控制实现策略及其关键技术;并对航空发动机寿命延长控制结构进行介绍,提出多级延寿控制系统结构以解决控制器冲突问题;结合国内状况,针对发动机寿命延长控制技术给出一些建议。