隨著現(xiàn)代科學技術的不斷發(fā)展和生產(chǎn)要求的不斷提高,在國防、航空、航天等諸多領域,最優(yōu)控制理論的應用變得日趨廣泛,它逐漸成為現(xiàn)代控制理論的核心。民用航空發(fā)動機最優(yōu)控制問題是對航空發(fā)動機系統(tǒng),通過選擇合適的最優(yōu)控制方法,使其某些性能指標達到最優(yōu)。本文圍繞航空發(fā)動機最優(yōu)控制方法這一主題,重點研究求解最優(yōu)控制問題方法中的線性二次型最優(yōu)控制（LQR）方法和序列二次型規(guī)劃（SQP）算法。主要的研究內(nèi)容如下:首先,在渦扇發(fā)動機穩(wěn)態(tài)或者小偏離狀態(tài)下,利用部件級模型得到發(fā)動機巡航點處的狀態(tài)變量模型,針對LQR法的核心問題,即Q、R系數(shù)矩陣的選取問題,提出了基于GA-PSO混合算法優(yōu)化的LQR控制策略。結(jié)果表明,提出的GA-PSO混合算法實現(xiàn)了對LQR調(diào)節(jié)系統(tǒng)和跟蹤系統(tǒng)的優(yōu)化,輸出的渦扇發(fā)動機低壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速曲線能有效且快速地收斂,曲線的上升時間、調(diào)節(jié)時間和超調(diào)量等性能指標得到了優(yōu)化。且相較于遺傳算法（GA算法）,利用GA-PSO算法來優(yōu)化渦扇發(fā)動機LQR控制策略,能有效地減少尋優(yōu)迭代次數(shù),減少計算耗時。其次,為了研究適應度函數(shù)的選擇是否對GA-PSO算法優(yōu)化LQR控制策略存在影響,提出了3種不同的適應度函數(shù)并... 

【文章來源】：中國民航大學天津市

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

最優(yōu)控制問題示意圖

中國民航大學碩士學位論文8進行研究，通過仿真研究了Q、R加權矩陣對于狀態(tài)調(diào)節(jié)系統(tǒng)、跟蹤系統(tǒng)效果的影響。利用GA-PSO算法對Q、R系數(shù)矩陣進行優(yōu)化，從而得到最優(yōu)狀態(tài)調(diào)節(jié)系統(tǒng)和跟蹤系統(tǒng)。選取3種函數(shù)作為GA-PSO算法優(yōu)化LQR的適應度函數(shù)以研究適應度函數(shù)對于GA-PSO算法優(yōu)化LQR控制器的影響，選取最適合的適應度函數(shù)。第四章：提出GA-SQP的最優(yōu)控制方法進行研究，將GA-SQP算法用于發(fā)動機加減速最優(yōu)控制，對加減速結(jié)果進行分析，并與單純的SQP算法進行比較。第五章：總結(jié)本論文的研究內(nèi)容，對論文以后可行的研究進行展望。本論文的總體安排結(jié)構(gòu)圖如圖1-2所示。圖1-2論文的總體結(jié)構(gòu)

中國民航大學碩士學位論文9第二章渦扇發(fā)動機模型建立發(fā)動機建模是研究最優(yōu)控制的基礎，本章在實驗室渦扇發(fā)動機穩(wěn)態(tài)模型基礎上，通過調(diào)整修正效率值，以達到優(yōu)化的目的，在穩(wěn)態(tài)模型的基礎上得到動態(tài)模型，利用擬合法求出巡航階段狀態(tài)空間模型。2.1渦扇發(fā)動機部件級建模研究渦扇發(fā)動機最優(yōu)控制方法的前提是建立合適準確的發(fā)動機模型，建立發(fā)動機模型主要有解析法和試驗法[41]。解析法能獲得較高精度模型，因此被普遍采用。本節(jié)對實驗室穩(wěn)態(tài)模型進行改進、建立動態(tài)模型，并進行驗證。2.1.1實驗室發(fā)動機模型假設實驗室的某型民用大涵道比渦扇發(fā)動機部件級模型如圖2-1所示。圖2-1大涵道比民用渦扇發(fā)動機結(jié)構(gòu)圖[42]因為發(fā)動機的強非線性，本文做出以下假設[43]：（1）忽略雷諾數(shù)帶來的影響；（2）忽略燃燒延遲帶來的影響；

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3208759