[发明专利]一种航空发动机自适应寿命延长控制系统的设计方法

权利要求书

1.一种航空发动机自适应寿命延长控制系统的设计方法，控制系统包括两层，底层为基本性能控制，基本性能控制完成发动机稳态控制、加减速控制及极限保护控制；高层包括发动机性能估计、寿命延长控制规律选择模块，发动机性能估计实时估计发动机健康退化情况，并将其反馈给寿命延长控制，寿命延长控制规律选择模块则根据发动机退化情况，计算出合适的寿命延长控制规律，并用于底层基本性能控制中；其特征在于包括以下步骤:

步骤1.选择航空发动机性能退化范围内具有代表性的退化情况；航空发动机性能退化反应到发动机模型中为部件效率、流量系数的变化，选择具有代表性的三种退化情况分别为部件性能未退化、退化1.5％、退化3.0％；

步骤2.采用基于修改加速控制规律的寿命延长控制为步骤1中的三种退化情况分别设计对应的寿命延长控制规律；通过在原控制器中增加高压转子加速度限制模块，将代表发动机寿命的指标和代表发动机加速性能的指标同时纳入到优化目标函数中，利用遗传算法对高压转子加速度限制进行优化，优化后得到的加速度限制曲线作为寿命延长控制规律；

步骤3.使用基于改进混合卡尔曼滤波器对步骤1中的发动机部件性能参数进行估计，并选择高压涡轮流量系数作为寿命延长控制规律选择的依据；

步骤4.利用线性二维插值的方式，计算性能退化水平下某高压转子转速对应的加速度限制值，被插量为高压转子加速度限制值，插值量为步骤3中的性能参数估计值和高压转子转速；

步骤5.设计双层的自适应寿命延长控制结构，用于协调上述各模块与基本性能控制器之间的相互作用；控制系统在发动机稳态过程中估计发动机部件性能参数，以此为依据选择相应的寿命延长控制规律，并将其输入给底层加速度限制，完成发动机的控制。