混沌人工鱼群的鲁棒保性能控制权值矩阵优化方法

针对鲁棒保性能控制中的权值矩阵依赖经验选取,无法最大限度的减小系统保守性的问题,提出了一种基于混沌人工鱼群算法的鲁棒保性能控制权值矩阵优化方法.该方法中,将保性能控制鲁棒界作为优化的目标函数来寻找最优权值矩阵是整个算法实现的关键.该种改进的人工鱼群优化算法融合了混沌搜索与自适应步长和视野的人工鱼群优化算法,有效的解决了基本人工鱼群算法的后期收敛速度慢、易陷入局部最优等缺点.通过测试函数对比验证了该种改进人工鱼群优化算法的优越性,并通过应用实例验证了该权值矩阵优化方法的有效性.     

基于随机森林的航空发动机工作状态识别

为解决人工识别航空发动机工作状态中存在的误判和耗时费力等问题,提高识别准确率,提出了一种基于主成分分析(PCA)的特征提取方法和随机森林(RF)的智能识别方法。首先对飞参数据进行预处理,利用PCA将数据降维进行属性约简,并根据发动机工作状态将样本分组,用随机森林方法训练获得分类器;然后将几种分类方法的识别效果进行对比;最后采用该方法对某一架次的发动机工作状态进行识别。结果表明,该方法能够准确快速地识别航空发动机的稳定工作状态,识别准确率达到97.89%。可应用于发动机工作状态的相关研究。     

基于改进果蝇算法的涡轴发动机状态变量模型建立方法

针对拟合法在航空发动机小偏差状态变量模型建立中受系统模态及模型阶次的限制，提出一种基于改进果蝇优化算法(MICFOA)建立小偏差状态变量模型的方法。首先，将该方法分为2个子过程：先优化系统矩阵和输入矩阵并找到最优结果，再对输出矩阵和传输矩阵优化；同时根据状态变量模型与非线性模型动态响应一致构造了不受变量值域影响的适应度函数。其次，在果蝇优化算法(FOA)中引入协同子种群策略和混沌映射策略来增强迭代寻优中种群多样性，引入自适应调整策略来平衡全局搜索与局部搜索的关系，避免算法早熟收敛。最后应用上述方法建立了涡轴发动机小偏差状态变量模型，并设计了LQ/H∞抗扰控制器。仿真结果表明：MICFOA相比FOA能提高5~10个数量级的精度，且所建模型与非线性模型吻合一致，具有良好的动静态性能。     

未知输入观测器组的航空发动机分布式控制系统传感器解析重构控制

针对具有控制时延和未知干扰的航空发动机分布式控制系统,提出了一类基于未知输入观测器组的传感器解析重构控制方法。每一未知输入观测器与传感器一一对应,其输入为控制量和其他传感器信息,输出即为对应传感器发生故障时的重构信号。以航空发动机小偏离状态空间模型为研究对象,推导了用线性矩阵不等式表示的未知输入观测器存在的充分条件,当给定控制器增益时,可求解出任一未知输入观测器的参数矩阵,通过迭代即可设计出所有未知输入观测器。仿真表明:当传感器发生故障时,采用观测器的估计值代替故障传感器的信号作为状态反馈,在不同的干扰作用下,系统均具有较好的动态响应,观测器能对外部干扰完全解耦,且不受故障传感器影响,能对故障传感器实现有效重构。     

航空发动机模糊自适应广义预测解耦控制

为克服航空发动机控制回路间的耦合作用,针对具有不确定大时延的航空发动机分布式控制系统,提出了一类模糊自适应广义预测解耦控制算法.利用发动机非线性模型的输入输出数据对模糊自适应推理网络进行离线训练,网络的前提参数训练后固定,后件参数则可在线调整以使网络能更好地逼近实际系统.将模糊自适应推理网络作为广义预测控制器的预测模型,可以省去常规广义预测控制器的反馈校正机构.仿真表明:当参考轨迹为阶跃信号、斜坡信号时,所设计的控制器均具有良好的动态跟踪特性和解耦特性,当时延发生变化时,系统输出仍然能稳定地跟踪参考轨迹,说明该控制器对时延不敏感,鲁棒性强.     

某型涡扇发动机数字式综合电子调节器研制

为解决某型涡扇发动机模拟式综合电子调节器普遍存在的使用寿命与发动机使用寿命不相匹配、监控水平不高、虚警不断等问题,以该型综合调节器为研究对象,完成了该型发动机数字式综合电子调节器的软、硬件系统设计.为了提高系统的可靠性,调节器内部设计了双余度硬件系统,并由系统的切换电路选择工作正常的硬件参与工作.工作过程中控制系统采用热备份的工作状态,并接收主控通道的工作信息,使备份通道始终跟随主控通道,从而保证控制系统平稳转换.最后对所设计的数字式综合电子调节器进行了试验,试验结果表明所设计的数字式综合电子调节器合理可靠并满足实际使用中的需求.     

多包传输机制下航空发动机分布式控制系统故障检测

考虑航空发动机分布式控制系统中,传感器与控制器间采用多包传输机制,传感器节点将测量数据封装为多个数据包发送给控制器,在每一采样时刻,同时产生的多个数据包只有一个能够发送,不能发送的数据包则被数据总线丢弃,针对这种情况,设计了神经网络预估器,用预估值来更新未被传输的数据包,使多包传输分布式控制系统"变为"单包传输分布式控制系统,建立了基于状态预估的多包传输分布式控制系统模型,构建了相应的故障观测器,将观测器误差系统看成一个离散周期系统,并应用周期系统稳定性理论推导了神经网络预估器和故障观测器能够稳定工作的条件。最后,给出了具体的故障检测步骤,仿真结果验证了所提出的故障检测算法的有效性。     

航空发动机模糊PID趋近律滑模控制器设计

针对航空发动机是一个强非线性系统,设计了一种基于模糊PID趋近律的航空发动机滑模控制器。模糊理论实现了PID趋近律3个参数的动态自适应调整,在保证控制响应快速性的前提下,还能极大的削弱系统的抖振。通过仿真,模糊PID趋近律控制器的珔nH响应时间较等速趋近律快了0.92s,仅落后固定参数PID趋近律0.11s,且稳态误差较其他两种控制器分别减少了6.89×10-5与1.68×10-5;πT的响应时间较等速趋近律快了0.56s,仅落后固定参数PID趋近律0.23s,且稳态误差分别减少了6.38×10-6与6.11×10-7。通过对比可以看出模糊PID趋近律的航空发动机滑模控制器抑制抖振的效果明显更强,而且对控制的快速性影响不大,证明了该种控制器的有效性。