[发明专利]一种航空发动机加速寻优控制方法、系统、介质及设备

说明书

本发明公开了一种航空发动机加速寻优控制方法、系统、介质及设备，将当前寻优目标函数导入SA算法中作为优化目标，设SA算法参数，随时产生一个初始解；将初始解作为第一次寻优的初始解，通过SA算法产生扰动，按照降温速率进行降温，随机产生一组新的可行解，比较可行解和初始解，将最优解作为当前解；将当前解作为SA算法的最优解输出；进行寻优至寻找到最优值；通过最优值获得对整个加速过程的最优控制，重新产生新的扰动，直到当前解保持稳定，飞机推力达到最大，最短的时间内完成加速，完成航空发动机加速寻优控制。本发明具有全局探索能力，能够在安全的前提下充分发掘发动机的潜力。

技术领域

本发明属于航空发动机控制技术领域，具体涉及一种航空发动机加速寻优控制方法、系统、介质及设备。

背景技术

军用飞机经常需要进行爬升、俯冲、追击等动作，因此，军用飞机对其发动机加速性有着很高的要求。若能在发动机加速过程中获得较大的推力，可大幅提升飞机的机动性。航空发动机是飞机提供推力的装置，深入研究航空发动机控制系统，在保证航空发动机安全工作的前提下，充分挖掘发动机推力潜力，是提升发动机加速性能的重要手段。

航空发动机是极其复杂的机械、热力和电磁系统，具有强非线性、多变量等特点。航空发动机加速过程控制，可视为一个非线性规划问题。虽然现有研究在一定程度上改善了发动机的过渡态性能，但还存在以下问题：

(1)对发动机推力潜力挖掘不够充分，如序列二次规划算法等梯度类算法对发动机控制系统进行大范围如全飞行包线，全控制过的优化时，很难找到全局最优控制规律，因为该类算法对初始解敏感，容易陷入局部最优解。

(2)在挖掘发动机过渡态性能时，仅考虑小偏离情况，对发动机全加速范围的优化研究不够充分，且在寻优过程中，对发动机工作安全因素考虑较少。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种航空发动机加速寻优控制方法、系统、介质及设备，在全控制过程对航空发动机推力潜力进行了挖掘。全飞行包线范围的研究结果证实，该控制系统可在保证航空发动机工作安全的前提下，充分挖掘发动机推力潜能，提升发动机加速性能，使发动机推力在最短时间内达到最大。

本发明采用以下技术方案：

一种航空发动机加速寻优控制方法，包括以下步骤：

S1、设定最优目标函数，将最优目标函数转化为最小值求解问题，对最小值求解的目标函数进行离散化，得到当前寻优目标函数；

S2、将步骤S1得到的当前寻优目标函数导入SA算法中作为优化目标，设SA算法的初始温度为T₀，降温速率为k，最大迭代计算次数为N₁，收敛检查设计数N₂，收敛最大差值为N₃；随时产生一个初始解(WFM₀，A8₀)；

S3、将步骤S2产生的初始解作为第一次寻优的初始解(WFM₀，A8₀)，通过SA算法产生扰动，按照降温速率进行降温，随机产生一组新的可行解(ΔWFM_n，ΔA8_n)，比较可行解和初始解，将最优解作为当前解；

S4、SA算法根据最大迭代计算次数N₁或收敛检查设计数N₂进行寻优，将步骤S3的当前解作为最优解输出；

S5、在步骤S4输出的最优解基础上进行下一轮寻优，直到当前轮次达到最大迭代计算次数X，或是达到收敛检查设计数N，则SA算法寻找到最优值WFM_n＝WFN₀+ΔWFM_n，A8_n＝A8₀+ΔA8_n；