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《渦軸發(fā)動機非線性模型預(yù)測控制研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、中圖分類號：V233.7論文編號：102870218-S052學(xué)科分類號：082502碩士學(xué)位論文渦軸發(fā)動機非線性模型預(yù)測控制研究研究生姓名王寧學(xué)科、專業(yè)航空宇航推進理論與工程研究方向航空發(fā)動機建模與控制指導(dǎo)教師黃金泉教授南京航空航天大學(xué)研究生院能源與動力學(xué)院二О一八年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofEnergyandPowerEngineeringNonlinearModelPredictiveControlforTurbo
2、-ShaftEngineAThesisinAerospacePropulsionTheoryandEngineeringbyWangNingAdvisedbyProfessorHuangJinquanSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2018承諾書本人聲明所呈交的博/碩士學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成
3、果，也不包含為獲得南京航空航天大學(xué)或其他教育機構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。本人授權(quán)南京航空航天大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。（保密的學(xué)位論文在解密后適用本承諾書）作者簽名：日期：南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要隨著渦軸發(fā)動機技術(shù)不斷提高，發(fā)動機控制系統(tǒng)性能要求越來越高。由于發(fā)動機與直升機耦合效應(yīng)以及旋翼時滯性影響，傳統(tǒng)串級PI控制難以滿足控制性能要求。相比于傳統(tǒng)串級控制方法，非線性模型預(yù)測控制基于預(yù)測模型實現(xiàn)最優(yōu)控制，能夠處理系統(tǒng)時滯以及限制約束問題。因此
4、，本文以直升機/渦軸發(fā)動機整機為研究對象，建立整機仿真模型，開展渦軸發(fā)動機非線性模型預(yù)測控制研究。針對渦軸發(fā)動機與直升機的耦合問題以及直升機旋翼系統(tǒng)的時滯特性，以某型直升機以及渦軸發(fā)動機特性數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，建立了反映直升機空氣動力學(xué)和渦軸發(fā)動機氣動熱力學(xué)的整機綜合仿真模型，為發(fā)動機控制系統(tǒng)設(shè)計提供仿真平臺。提出了一種基于多輸出約簡迭代核極限學(xué)習(xí)機算法的渦軸發(fā)動機非線性模型預(yù)測控制方法。針對核極限學(xué)習(xí)機對于大規(guī)模訓(xùn)練樣本泛化能力不足缺乏稀疏性的問題，提出了一種多輸出迭代約簡核極限學(xué)習(xí)機算法，有效地精簡模型結(jié)構(gòu)的同時，保證模型的精度。利用該稀疏核
5、極限學(xué)習(xí)機算法辨識渦軸發(fā)動機多輸出參數(shù)耦合的預(yù)測模型，基于序列二次型規(guī)劃算法設(shè)計渦軸發(fā)動機非線性模型預(yù)測控制器。仿真結(jié)果表明，與傳統(tǒng)串級PI控制相比，該模型預(yù)測控制器可以有效地抑制動力渦輪轉(zhuǎn)速超調(diào)/下垂量，系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)性能更好。針對離線核極限學(xué)習(xí)機算法缺乏魯棒性的問題，提出了一種基于多輸出在線滾動序列核極限學(xué)習(xí)機算法的非線性模型預(yù)測控制器設(shè)計方法?；诰€性相關(guān)程度分析挑選在線訓(xùn)練樣本，稀疏模型結(jié)構(gòu)，提高模型的泛化能力。引入滾動窗機制，控制模型的規(guī)模，提高模型在線計算速度?；谠撛诰€核極限學(xué)習(xí)機算法開展渦軸發(fā)動機非線性模型預(yù)測控制研究，仿真
6、結(jié)果表明，基于在線更新預(yù)測模型的預(yù)測控制器相比于基于離線算法的預(yù)測控制器，保證計算實時性同時，系統(tǒng)響應(yīng)更快，穩(wěn)態(tài)性能更好。針對直升機/渦軸發(fā)動機綜合控制系統(tǒng)設(shè)計問題，提出了一種基于區(qū)域極點配置的直升機魯棒H飛行控制器設(shè)計方法。結(jié)合基于在線滾動序列核極限學(xué)習(xí)機算法的發(fā)動機非線性模型預(yù)?測控制器，實現(xiàn)直升機/渦軸發(fā)動機系統(tǒng)綜合控制。基于直升機/渦軸發(fā)動機綜合仿真平臺，進行直升機機動飛行仿真分析。仿真結(jié)果表明發(fā)動機模型預(yù)測控制器相對于傳統(tǒng)串級控制器，動力渦輪轉(zhuǎn)速超調(diào)/下垂量更小，控制系統(tǒng)性能更好。關(guān)鍵詞：渦軸發(fā)動機，直升機，綜合模型，核極限學(xué)習(xí)
7、機，非線性模型預(yù)測控制，綜合控制I渦軸發(fā)動機非線性模型預(yù)測控制研究ABSTRACTWiththedevelopmentofnewgenerationofturbo-shaftengine,morerequirementsofitscontrolsystemarerequired.Thecouplingdynamiceffectsbetweenenginesystemandhelicoptersystemalsoincrease,thetraditionalcasecardPIcontrollerhasbeenunabletomeetthe
8、requirementsofenginecontrolsystembecauseoftheeffectofdelaycharacteristicoftherotor.Basedonthepre
