基于贝塞尔曲线的涡扇发动机加速过程控制律设计方法

摘要

本发明公开了一种基于贝塞尔曲线的涡扇发动机加速过程控制律设计方法，包括以下步骤：1、确定涡扇发动机在加速过程的起点时刻以及涡扇发动机各控制量在起点时刻和终点时刻的状态，并初始化涡扇发动机各控制量在时域空间的贝塞尔曲线阶数；2、以缩短控制量从初始值到目标值的耗时为目标，并结合相应约束条件，优化求解涡扇发动机各控制量在时域空间的贝塞尔曲线；3、改变涡扇发动机各控制量的贝塞尔曲线阶数，转至步骤2；4、反复迭代多次后，选择使得所述优化目标值最小的迭代步中所得到的涡扇发动机各控制量的最优贝塞尔曲线。相比现有技术，本发明从全局优化的角度出发，可以有效提高发动机在响应过程中的推力响应速率。

主权项

基于贝塞尔曲线的涡扇发动机加速过程控制律设计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、确定涡扇发动机在加速过程的起点时刻以及涡扇发动机各控制量在起点时刻和终点时刻的状态，并初始化涡扇发动机各控制量在时域空间的贝塞尔曲线阶数；步骤2、根据以下优化目标并结合包括涡扇发动机的风扇和压气机的喘振裕度和最高转子转速的限制、涡轮部件高温限制、富油熄火限制、控制量控制范围限制、最大控制量变化率限制的约束条件，优化求解涡扇发动机各控制量在时域空间的贝塞尔曲线，得到涡扇发动机各控制量在当前贝塞尔曲线阶数下的最优贝塞尔曲线：min J＝max(t_u1(n_u1),t_u2(n_u2),…,t_uM(n_uM))其中，t_uj(n_uj)表示涡扇发动机第j个控制量uj的n_uj阶贝塞尔曲线起点到终点的时间，j＝1,2,…,M，M为涡扇发动机控制量的个数；步骤3、改变涡扇发动机各控制量的贝塞尔曲线阶数，转至步骤2；步骤4、反复迭代多次后，选择使得所述优化目标值最小的迭代步中所得到的涡扇发动机各控制量的最优贝塞尔曲线，即为涡扇发动机各控制量在加速过程的最优控制曲线。