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[发明专利]一种适用于非额定状态的变循环发动机推力估计方法-CN202310849578.3在审
发明人：王杨婧;黄金泉;潘慕绚;周文祥 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2023-07-12 - 公布日： 2023-10-20 - 主分类号： G06F30/27 文献下载
摘要：本发明公开了一种适用于非额定状态的变循环发动机推力估计方法，包括针对部件渐变性能退化、突变性能退化和个体差异三种非额定状态获取变循环发动机相关数据；基于该数据采用随机森林算法建立退化模式分类器；基于不同退化模式构造健康参数并采用LSTM(长短期记忆网络)算法设计推力估计器。本发明能有效识别变循环发动机不同非额定工作状态，实现非额定工作状态下，变循环发动机推力的准确估计。该方法不同于现有的仅适用于发动机额定状态的推力估计方法，研究了渐变性能退化、突变性能退化和个体差异对推力的影响，具有一定普适性，且对后续推力恢复控制研究具有积极促进作用。
一种适用于额定状态循环发动机推力估计方法

[发明专利]基于Bezier曲线优化的变循环发动机过渡态控制计划设计方法-CN202310359146.4在审
发明人： 潘慕绚;王杨婧;黄金泉;周文祥 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2023-04-06 - 公布日： 2023-07-21 - 主分类号： G06F30/17 文献下载
摘要：本发明公开一种基于Bezier曲线优化的变循环发动机过渡态控制计划设计方法，包括建立并求解变循环发动机稳态性能优化问题确定各变几何部件过渡态控制的起终点；分别设计各变几何部件的Bezier控制曲线；基于各变几何部件的控制曲线建立并求解变循环发动机过渡态优化问题获得控制变量过渡态变化曲线。本发明为避免局部最优，结合混沌初始化与SQP优化算法，优化变循环发动机稳态性能，确定了变几何部件过渡态控制的起终点，激发了变循环发动机的稳态性能潜能；将传统发动机过渡态控制量时间序列寻优问题部分转化为变几何部件的曲线优化问题，提高了变循环发动机的过渡态性能。该方法降低优化问题的求解复杂度，适用于全飞行包线状态点的过渡态控制计划设计。
基于 bezier 曲线优化循环发动机过渡控制计划设计方法

[发明专利]一种基于试车数据的航空发动机实时简化模型优化建模方法-CN201810602972.6有效
发明人：周文祥;陆桑炜;黄金泉;鲁峰;潘慕绚 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2018-06-12 - 公布日： 2023-07-11 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于试车数据的航空发动机实时简化模型优化建模方法，针对半物理仿真试验中，存在强噪声的燃油流量导致模型仿真结果不合理的情况，在传统简化模型基础上引入转子动力学和容积动力学的思想，保证了仿真精度和实时性，有效地提高了模型的鲁棒性。同时在此基础上建立了进气道模型，实现了发动机模型在包线范围内慢车以上状态的仿真。
一种基于试车数据航空发动机实时简化模型优化建模方法

[发明专利]一种航空发动机转速自适应动态测量方法-CN202211532446.X在审
发明人： 潘慕绚;吴明;张凌峰 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2022-12-01 - 公布日： 2023-05-09 - 主分类号： G01P3/481 文献下载
摘要：本发明公开一种航空发动机转速自适应动态测量方法，包括：转速信号经过信号处理后，送至可编程逻辑器件；可编程逻辑器件在被测转速信号的前半个周期时间窗口内，对系统时钟的完整脉冲计数并保存计数值N0；依据计数值N0，采用自适应动态寻优方法，确定门控时间与被测转速信号周期之间的倍数m；可编程逻辑器件在m个被测转速信号周期的时间窗口内，对系统时钟的完整脉冲计数并保存计数值N1；CPU通过总线访问可编程逻辑器件并读取计数值N1，根据系统时钟频率，确定门控时间Tw的大小；根据门控时间、音轮齿数计算发动机转速。本发明可实现转速的自适应动态测量，因此转速适用范围广，且利用可编程逻辑器件采集转速、CPU计算转速，系统响应快，测量精度高，可靠性好。
一种航空发动机转速自适应动态测量方法

[发明专利]一种基于修正牛顿法求解航空发动机部件级模型的方法-CN202011206828.4有效
发明人：周文祥;龙前广;黄金泉;潘慕绚;鲁峰 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2020-11-03 - 公布日： 2023-04-07 - 主分类号： G06F30/17 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于修正牛顿法求解航空发动机部件级模型的方法，根据新的初猜值，计算模型残差，进而推算出雅可比矩阵；采用高斯消去法计算牛顿修正量，并计算出新的初猜值，进行迭代；本发明在程序设计时引入记忆矩阵与消去系数矩阵，它记住雅可比矩阵的行交换次序的消元系数，得到残差向量后回代求解，与常规牛顿法相比，大大减少模型求解时间。
一种基于修正牛顿求解航空发动机部件模型方法

[发明专利]基于合作博弈的航空发动机多变量鲁棒控制器优化方法-CN202211390583.4在审
发明人： 潘慕绚;程珂;周文祥 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2022-11-08 - 公布日： 2023-04-04 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于合作博弈的航空发动机多变量鲁棒控制器优化方法，包括以下步骤：步骤1)、建立航空发动机状态空间模型并设计控制器；步骤2)、基于控制器分析控制系统性能；步骤3)、基于性能分析构造合作博弈框架；步骤4)、建立基于合作博弈的控制器参数优化问题；步骤5)、利用数值法求解Pareto最优问题获得最优控制器参数。本发明将合作博弈理论引入航空发动机鲁棒控制器优化方法中，设计多变量鲁棒控制器最优参数，提出了基于合作博弈的参数优化框架和Pareto最优解的标量化求解方法。
基于合作博弈航空发动机多变鲁棒控制优化方法

[发明专利]一种考虑时延的航空发动机分布式PI参数稳定域构建方法-CN202211432873.0在审
发明人：黄金泉;陈高翔;孙芹芹;潘慕绚 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2022-11-16 - 公布日： 2023-03-21 - 主分类号： G05B11/42 文献下载
摘要：本发明公开了一种考虑时延的航空发动机分布式PI参数稳定域构建方法，包括以下步骤：建立航空发动机部件级仿真模型；通过小扰动法和拟合法建立发动机的状态空间模型；设计发动机转速与压比控制回路的PI控制器并构建PI参数稳定域图形；搭建考虑时延的发动机分布式网络控制系统仿真模型，验证稳定域的有效性。本发明建立了考虑网络延时的航空发动机分布式控制系统的控制器稳定域图形，以解决在航空发动机分布式控制构架前提下，网络延时引起PI控制器失稳的问题，对未来考虑时延的航空发动机分布式控制系统的研究起着积极促进的作用。
一种考虑航空发动机分布式 pi 参数稳定构建方法

[发明专利]一种面向航空发动机的智能压力传感器热补偿方法-CN202211395602.2在审
发明人：郑天翔;潘慕绚;吴明;黄金泉 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2022-11-08 - 公布日： 2023-02-28 - 主分类号： G01L19/04 文献下载
摘要：本发明提供一种面向航空发动机智能压力传感器的热补偿方法，包括以下步骤：步骤1)基于硅压阻式压力敏感芯体特性开展压力输入‑电压输出特性实验，开展温度对硅压阻式压力芯体的性能分析；步骤2)基于RBF(Radial Basis Function)神经网络建立智能压力传感器热补偿模型；步骤3)基于压力传感器热补偿模型，结合传感器智能处理系统，设计压力传感器智能补偿方法的嵌入式程序。本发明与现有技术相比，具有以下技术效果：(1)软件补偿方法灵活性更强，可控性更高。(2)神经网络方法补偿精度更高，泛化能力更强。
一种面向航空发动机智能压力传感器补偿方法

[发明专利]面向涡扇发动机压气机出口动态总压探针的智能补偿方法-CN202210402023.X在审
发明人： 潘慕绚;武乐群;郑天翔;吴明 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2022-04-18 - 公布日： 2022-10-18 - 主分类号： G06F30/17 文献下载
摘要：本发明提供面向涡扇发动机压气机出口动态总压探针的智能补偿方法，包括以下步骤：步骤1)，基于涡扇发动机中动态总压探针的工作条件建立总压探针动态三维数值模拟模型；步骤2)，针对总压探针动态三维数值模拟模型对发动机典型工况和典型工作过程中的总压探针工作过程进行数值模拟计算；步骤3)，基于神经网络建立总压探针智能压力补偿模型，并利用总压探针典型工作过程中的数据对总压探针智能压力补偿模型进行训练，得到总压探针智能压力补偿模型，提高压气机出口动态总压的测量精度，为发动机控制系统的工作提供依据。
面向发动机压气出口动态探针智能补偿方法

[发明专利]基于基准特性线的变循环发动机变几何部件特性建模方法-CN202210752158.9在审
发明人：王杨婧;黄金泉;潘慕绚;周文祥 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2022-06-28 - 公布日： 2022-09-06 - 主分类号： G06F30/15 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于基准特性线的变循环发动机变几何部件特性建模方法，包括建立变循环发动机负开度导叶角的部件工作点偏移系数模型；生成负开度导叶角部件特性图；外扩并依据工程经验修正正开度导叶角部件特性图；基于正负开度导叶角部件特性图进行仿真验证。本发明采用神经网络学习已成熟设计的变循环发动机变几何部件工作点偏移规律，基于偏移系数神经网络模型生成负开度导叶角部件特性图，基于最小二乘和工程经验进一步外扩和修正正开度导叶角部件特性图，提高变循环发动机部件级模型的完整性和准确性。该方法通过迁移成熟的变几何部件特性规律可基于基准特性线快速建立待设计的正负开度导叶角部件特性，适用于各类变几何旋转部件。
基于基准特性循环发动机变几何部件建模方法

[发明专利]针对输入受限的模型参考双边界投影自适应控制方法-CN202210506593.3在审
发明人：黄金泉;郭智棋;潘慕绚 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2022-04-29 - 公布日： 2022-08-30 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明公开一种针对输入受限的模型参考双边界投影自适应控制方法，包括以下步骤：获取发动机的输入特性并设计参考模型；设计标准自适应更新律；将标准自适应更新律升级为投影自适应更新律；利用输入限制量建立控制参数投影域。本发明通过双边界投影算子实现输入受限情况下的控制器参数自适应更新，以解决传统模型参考自适应控制器在输入受限情况下参数漂移的问题。该方法中，利用输入限制量建立参数投影域的办法可适用于各类输入受限情况下的模型参考投影自适应控制器设计，对于不同的动力机械系统具有普遍适用性。
针对输入受限模型参考双边投影自适应控制方法

[发明专利]一种航空发动机智能温度传感器系统-CN202210401786.2在审
发明人： 潘慕绚;吴明;郑天翔;王杨婧;黄金泉 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2022-04-18 - 公布日： 2022-08-12 - 主分类号： G01K7/18 文献下载
摘要：本发明公开一种航空发动机智能温度传感器系统，其由信号采集及处理模块、微处理器模块、通信模块以及附属电路模块组成。信号采集及处理模块实现基于热电阻的温度模拟信号采集和对温度模拟信号的放大、滤波以及模数转换处理；微处理器模块采用ZYNQ作为核心计算单元，实现温度信号的AD采集、量纲变换以及为智能温度传感器的故障诊断和数据通信提供必要的硬件资源。通信模块采用高实时性的TTP/C总线。本发明采用双余度设计方案，系统可靠性高；模块化设计，使用维护方便；采用高性能处理器，系统响应快、容错能力强；设计基于FPGA的通信模块，数据传输实时性好、总线利用率高，满足航空发动机对温度信号智能感知的需求。
一种航空发动机智能温度传感器系统

[发明专利]一种基于模糊增益调度的变循环发动机全包线鲁棒控制方法-CN202210402028.2在审
发明人： 潘慕绚;许允;黄金泉;仇小杰 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2022-04-18 - 公布日： 2022-08-02 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于模糊增益调度的变循环发动机全包线鲁棒控制方法，包括以下步骤：步骤1)设计全包线下变循环发动机动、稳态性能特征参数；步骤2)利用智能聚类算法优化模糊调度模型的规则数与标称控制器设计点；步骤3)利用SQP算法优化标称工作点鲁棒控制器增益；步骤4)基于模糊调度规则与标称点鲁棒控制器设计全包线模糊增益调度鲁棒控制器。本发明考虑变循环发动机控制系统中全包线控制器设计问题，通过设计变循环发动机动、稳态性能特征参数，利用智能聚类算法优化模糊调度模型的规则数与标称控制器设计点，利用SQP算法优化标称工作点鲁棒控制器增益，从而获得全包线模糊增益调度鲁棒控制器，实现变循环发动机的全包线控制。
一种基于模糊增益调度循环发动机全包线鲁棒控制方法

[发明专利]基于线性变参数模型的航空发动机滑模控制方法-CN202210510978.7在审
发明人：黄金泉;邓明锐;潘慕绚 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2022-05-11 - 公布日： 2022-07-26 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于线性变参数模型的航空发动机滑模控制方法，包括建立基于航空发动机部件级模型和状态空间模型的高精度线性变参数模型；设计实现大范围跟踪控制的多变量滑模转速跟踪控制器；多变量滑模转速跟踪控制方法数字仿真。本发明通过建立的航空发动机线性变参数模型，实现对控制系统状态空间系数矩阵的实时更新，以解决传统滑模控制器无法实现大范围转速跟踪的问题。该方法中，采用线性变参数模型对系数矩阵进行更新的方法适用于各类主控制器，对于有多个可调变量的动力机械系统具有普遍适用性。
基于线性参数模型航空发动机控制方法

[发明专利]基于变换函数的航空发动机输入饱和鲁棒控制方法-CN202210402027.8在审
发明人： 潘慕绚;陆思蓉;程珂;周文祥 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2022-04-18 - 公布日： 2022-07-22 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于变换函数的航空发动机输入饱和鲁棒控制方法，包括以下步骤：步骤1)、建立含噪声及饱和输入限制的不确定非线性系统，并利用双曲正切函数近似饱和约束模型；步骤2)、计算非线性系统中不确定性的界值；步骤3)、设计鲁棒控制器；步骤4)、验证系统全局一致有界性。本发明将突变的饱和约束模型变换为连续可微的限幅模型，再通过拉格朗日乘子法设计控制器，有效解决了航空发动机非线性系统中因同时存在输入饱和以及未知有界外部扰动等不确定性造成控制效果下降甚至闭环系统不稳定的问题。
基于变换函数航空发动机输入饱和鲁棒控制方法

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