[发明专利]一种飞机综合一体化热/能量系统瞬时能效优化方法

权利要求书

1.一种飞机综合一体化热/能量系统瞬时能效优化方法，其特征在于，根据飞机综合一体化热/能量管理系统的飞行参数确定当前飞行状态下的工作模式，以飞机综合一体化热/能量管理系统的主发动机引气提取量、轴功提取量、燃油燃烧量为可提取的动力源，以满足主发动机稳定裕度且系统总燃油消耗率最小为多动力源能效优化分配问题的目标，根据飞机综合一体化热/能量管理系统当前飞行状态下的工作模式确定多动力源能效优化分配问题的约束条件，采用双子群协同进化组合变异的动态粒子群算法求解多动力源能效优化分配问题得到一个飞行包线内各飞行环境下的最优动力源分配方案；其中，采用双子群协同进化组合变异的动态粒子群算法求解多动力源能效优化分配问题得到一个飞行包线内各飞行环境下的最优动力源分配方案的具体方法为：

根据实际工况下采集的主发动机高压压气机引气提取量范围、轴功提取量范围和燃烧室燃油燃烧量范围初始化搜索种群及监测粒子群，

将搜索种群分为用于全局大范围搜索的第一子搜索种群以及用于局部精细搜索的第二子搜索种群，通过共享两个子搜索种群最优粒子信息的方式协同进化两个子搜索种群，计算更新后的每个粒子的适应度值和主发动机稳定裕度值，对于更新后满足稳定裕度的每个粒子，对比粒子更新前后的适应度值，将每个粒子的历史最佳位置替换为适应度值小的位置，从替换历史最佳位置后的粒子中选择适应度值最小的粒子的位置为全局历史最佳位置，根据全局历史最佳位置进行局部最优判断，在不满足局部最优判据时更新全局历史最佳位置，直至达到当前飞行环境下的最大迭代次数，通过共享两个子搜索种群最优粒子信息的方式协同进化两个子搜索种群的表达式为：x_i(t+1)＝x_i(t)+v_i(t+1)，其中，x_i(t)、x_i(t+1)分别为第i个粒子第t次迭代、第t+1次迭代的位置，v_i(t)、v_i(t+1)分别为第i个粒子第t次迭代、第t+1次迭代的速度，c₁、c₂、c₃表示正的加速系数，r₁、r₂、r₃为0到1之间的随机数，pbest_i(t)表示第i个粒子在第t次迭代时的最佳位置，为第一子搜索种群POP_S1第t次迭代的最优粒子，为第二子搜索种群POP_S2第t次迭代的最优粒子，α为搜索子群之间交联参数，w为惯性权重系数，第一子搜索种群POP_S1采用更新惯性权重系数w，第二子搜索种群POP_S2采用更新惯性权重系数w，t为当前迭代次数，t_max为当前飞行环境下的最大迭代次数，

根据监测粒子群计算表征相邻两时刻下监测粒子群适应度值之差的环境测度，在所述环境测度超过阈值时，重新初始化搜索种群后开始下一飞行环境下的最优动力源数据分配，否则，继续当前飞行环境下的最优动力源数据分配。

2.根据权利要求1所述一种飞机综合一体化热/能量系统瞬时能效优化方法，其特征在于，所述在不满足局部最优判据时更新全局历史最佳位置的具体方法为：

当全局历史最佳位置对应的全局最优粒子属于第一子搜索种群时，对全局历史最佳位置对应的全局最优粒子进行柯西变异，对比柯西变异前后根据全局最优粒子位置计算的燃油消耗率，更新全局历史最佳位置为燃油消耗率小的粒子位置；

当全局历史最佳位置对应的全局最优粒子属于第二子搜索种群时，对全局历史最佳位置对应的全局最优粒子进行高斯变异，对比高斯变异前后根据全局最优粒子位置计算的燃油消耗率，更新全局历史最佳位置为燃油消耗率小的粒子位置。

3.根据权利要求1所述一种飞机综合一体化热/能量系统瞬时能效优化方法，其特征在于，所述根据全局历史最佳位置进行局部最优判断的表达式为：

其中，f_gbest(t)、f_gbest(t-1)、f_gbest(t-2)、f_gbest(t-3)分别为第t次迭代、第t-1次迭代、第t-2次迭代、第t-3次迭代的全局历史最佳位置对应的适应度值。