基于变尺度寻优混合求解算法的航空发动机状态变量模型建立方法

基于变尺度寻优混合求解算法的航空发动机

状态变量模型建立方法

杨征山1，2，仇小杰1，王铁3，黄金泉2

（1.中航工业航空动力控制系统研究所，江苏无锡214063；2.南京航空航天大学能源与动力学院，南京210016；

3.总参陆航部驻上海地区军事代表室，上海200233）

摘要：为了克服小扰动方法精度不高、稳态终值响应法动态过程不一致以及传统拟合法的随着维数增加精度下降和拟合时间长等缺点，综合了3种算法（小扰动法、稳态终值响应法和传统拟合法）的优点，设计了基于变尺度法的混合求解方法建立了航空发动机状态变量线性模型。仿真结果表明：建立的航空发动机状态变量线性模型与非线性部件级模型在动态过程响应中吻合良好，而且具有较高的稳态精度，能够保证航空发动机最终稳定值的一致性。

关键词：航空发动机；状态变量模型；变尺度寻优；混合求解法

中图分类号：V233.7文献标识码：A doi ：10.13477/https://www.360docs.net/doc/f513097769.html,ki.aeroengine.2014.02.014

A Mixture Solution Method Based on Variable Scale Method for Aeroengines State Variables Model

YANG Zheng-shan 1,2,QIU Xiao-jie 1,WANG Tie 3,HUANG Jin-quan 2

(1.AVIC Aviation Motor Control System Institute,Wuxi Jiangsu 214063,China;

2.College of Energy and Power Engineering,Nanjing University of Aeronautics and Astronautics,Nanjing 210016,China;

3.Consumer

Representative Office of Army Air Force in Shanghai,Shanghai 200233,China )

Abstract:In order to avoids the disadvantages such as less accuracy of small perturbation method,inconsistent of dynamic process of steady-state value of response,and less accuracy and longer time of traditional fitting method with the increase of the matrix dimensions,the advantages of small perturbation method,steady-state value of response method and traditional fitting method were integrated,a mixture solution method based on variable scale method is proposed to establish state variables linear model for aeroengines.The simulation shows the aeroengines state variables linear model is in good agreement in the dynamic response,and steady accuracy with the nonlinear

component level model.Key words:aeroengine;state variables model;variable scale method;mixture solution method

航空发动机Aeroengine 第40卷第2期

2014年4月Vol.40No.2

Apr.2014

收稿日期：2013-05-10基金项目：航空科学基金（20120652013）资助

作者简介：杨征山（1977），男，博士，高级工程师，从事航空发动机控制系统研发工作；E-mail:yzs7739@https://www.360docs.net/doc/f513097769.html, 。引用格式：0引言

随着航空发动机技术的发展，对发动机控制技术的研究提出了更高、更复杂的要求。在控制技术领域，包括综合飞行和推进控制、机载自适应模型、降低裕度的逻辑、先进多变量控制技术等方面[1-5]，开展了一系列研究。先进控制算法的研究基础，即如何建立精确的航空发动机状态变量模型成为研究热点[6-9]。

目前求取航空发动机状态变量模型的算法主要包括小扰动法、稳态终值响应法和拟合方法[10-14]。其

中，小扰动方法最简单，且易于计算，但结果精度不

高；稳态终值响应法在处理线性模型和非线性模型的

终值一致问题上效果较好，但不能保证动态过程的一

致性；运用拟合法求取的结果精度较高，但需要理想

的初猜值，否则会出现拟合过程发散的情况，同时精