王元
- 作品数：12 被引量：74H指数：6
- 供职机构：南京航空航天大学更多>>
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- 相关领域：航空宇航科学技术更多>>
- 变循环发动机建模技术研究被引量：23
- 2013年
- 在对变循环发动机总体结构进行分析的基础上,参考双轴涡扇发动机部件模型的建立方法,建立了变循环发动机部件级数学模型.建立了区分叶根特性和叶尖特性的风扇部件模型,单外涵和双外涵模式的核心驱动风扇级数学模型.根据变循环发动机的特点,建立了反映变几何部件变化的稳态和动态共同工作方程.数字仿真结果表明:所建的变循环发动机模型能够实现工作模式之间的相互转换,并且在低空低马赫数双外涵模式下表现出了涡扇发动机特性,即高推力与低耗油率,而在高空高马赫数单外涵模式下相比涡扇模式提供的推力更大、耗油率更低,符合变循环发动机特点,验证了建模方法的可行性.
- 王元李秋红黄向华
- 关键词：变循环发动机模式切换
- 变循环发动机建模方法研究及验证被引量：13
- 2014年
- 研究了变循环发动机(VCE)关键部件建模技术.采用叶尖叶根分段建模技术建立了两段风扇的数学模型,使之更适用于VCE.基于流场分析,建立了活门开度、外涵道进口总压、动压与外涵道总压恢复系数之间的智能映射,完善了外涵道模型.建立了VCE部件共同工作方程,获得了VCE部件级数学模型.基于欧洲空间与推进系统仿真数据库进行设计点计算,并开展了仿真验证.仿真结果表明:建立的数学模型表现出的工作性能与实际发动机实验结果一致,在低马赫数下双外涵道模式推力更大、耗油率更低;相反在高马赫数下单外涵道模式推力及耗油率优于双外涵模式,验证了所采用建模方法的有效性.
- 王元张平平李秋红黄向华
- 关键词：变循环发动机
- 基于微分进化算法的航空发动机模型修正被引量：9
- 2016年
- 为了提高航空发动机性能仿真模型精度,采用微分进化算法对发动机部件特性进行修正。对微分进化算法进行改进,提出折线式交叉变量变化方式,提高了算法的寻优能力。提出变步长牛顿-拉夫逊迭代算法,基于平衡方程残差范数变化趋势,改变牛顿-拉夫逊算法迭代计算步长,提高了模型的收敛性和收敛速度。在设计点,对各部件特性、引气系数、总压恢复系数进行修正,使修正后的模型输出与试验数据相匹配。仿真结果表明:改进后的牛顿-拉夫逊迭代算法收敛性更强、计算速度更快,修正后的各输出参数的最大建模误差减小到1.3762%,满足建模误差需求。
- 朱正琛李秋红王元潘鹏飞
- 关键词：微分进化算法航空发动机
- 基于自校正Broyden拟牛顿法的航空发动机模型数值计算被引量：7
- 2016年
- 以Broyden拟牛顿法为基础结合计算发散判断和校正机制,提出自校正Broyden拟牛顿法.该算法结合牛顿法(Newton-Raphson method)平方收敛和Broyden拟牛顿法超线性收敛特性,通过自适应调整计算步长和校正函数,在非线性系统中具有更好的计算性能.以变循环发动机部件级模型为对象,应用自校正Broyden拟牛顿法进行稳态及动态仿真计算,并与牛顿法和Broyden拟牛顿法作对比.结果表明:自校正Broyden拟牛顿法对恶劣的初始计算条件适应性更高,计算速度更快且收敛能力性更强,动态计算中部件模型计算调用次数为牛顿法的15%,模型动态误差低于Broyden拟牛顿法的15%,同时也低于牛顿法的28%,动态计算最大残差量低于其他两种算法的25%.验证结果表明了自校正Broyden拟牛顿法的优越性.
- 王元李秋红黄向华
- 关键词：自校正牛顿法变循环发动机
- 一种基于改进Broyden算法求解方程组的涡轴发动机自适应模型建立方法
- 本发明公开了一种基于改进Broyden算法求解方程组的涡轴发动机自适应模型建立方法，通过构建方程组并求解实现自适应模型与真实发动机相匹配。依据模型输出应跟踪真实发动机输出原则，结合发动机部件间共同工作方程建立非线性方程组...
- 李秋红潘阳庞淑伟伍谦王元刘立婷
- 文献传递
- 基于改进NSGAⅡ的航空发动机LQ/H_∞控制器设计被引量：3
- 2015年
- 对第2代非支配排序遗传算法(NSGAⅡ)进行改进,提出以非支配序为进化方向的微分进化(DE)算法代替传统的遗传操作,提高了算法的收敛速度.针对目前航空发动机多变量控制领域广泛关注的线性二次型调节器(LQR)控制与H2/H∞控制存在的保守性问题,提出了将时域性能指标、二次型性能指标与H∞性能指标相结合,通过改进NSGAⅡ优化权矩阵Q,R,最终获得航空发动机LQ/H∞控制器的设计方法.与其他控制器设计方法相比,基于多目标优化的LQ/H∞控制器目标明确、鲁棒性强且保守性更低.仿真验证结果表明:相比于基于线性矩阵不等式(LMI)的H2/H∞控制器,基于多目标优化的LQ/H∞控制器时域性能提高了4倍,调节时间减少了50%,抗干扰能力提高了15%.
- 王元李秋红黄向华伍谦
- 关键词：航空发动机H2/H∞控制保守性
- 基于ADRC的航空发动机限制保护器设计被引量：4
- 2012年
- 发动机限制保护器在航空发动机运行过程中对特定的被限制量进行实时监控,在其超出安全范围时实施限制,实现对航空发动机的保护.将自抗扰技术用于限制保护控制器设计,利用自抗扰控制器的扩张观测器,动态估计未知扰动和系统特性,对实际控制量进行反馈补偿,实现超限后的快速保护,提高了发动机的安全性.仿真结果表明:所设计的自抗扰限制保护控制器能将超限偏差有效转化为对主回路指令的修正,综合控制系统响应速度快,达到了限制保护的目的.
- 王元李秋红黄向华赵永平
- 关键词：航空发动机自抗扰控制
- 变循环发动机建模及性能寻优控制技术研究
- 可变涵道比的变循环发动机通过改变自身部件的几何尺寸来改变气动热力循环，以满足不同飞行条件下飞机对发动机的不同要求，在整个大飞行包线内都能提供较高的推力和较低的耗油率，相当于兼具了涡扇发动机和涡喷发动机的性能优势，具有极大...
- 王元
- 关键词：航空设备变循环发动机鲁棒控制性能寻优控制
- 短距起飞/垂直降落发动机建模技术研究被引量：5
- 2015年
- 参考常规双轴涡扇发动机数学模型,建立了适用于短距起飞/垂直降落(STOVL)飞机的变循环发动机部件级数学模型;通过特性外推,建立了轴驱动升力风扇数学模型;采用神经网络映射涵道总压损失的方法,建立了滚转喷管和外涵模型.根据STOVL发动机结构和部件变化特点,建立了稳态和动态共同工作方程.参照国外文献仿真数据进行设计点计算,并按照Bevilaqua提出方法开展了由常规涡轮风扇模式到悬停涡轮轴模式的过渡态仿真.仿真结果表明:建立的数学模型在悬停状态设计点和高空巡航点与国外文献数据相比误差均小于1.5%,推力达到悬停状态要求,符合STOVL发动机的设计特点,验证了该建模方法的有效性.
- 任冰涛李秋红亢岚王元
- 关键词：升力风扇变循环发动机建模技术
- 基于Broyden算法的航空发动机气路故障诊断被引量：5
- 2017年
- 针对基于Kalman的故障诊断算法响应速度慢、多故障诊断及非设计点诊断精度低的问题,提出一种基于改进Broyden算法求解方程组的航空发动机气路故障诊断方法。针对涡轴发动机,以模型输出跟踪发动机输出为准则确定3个方程,结合发动机模型中的2个平衡方程,构建气路故障诊断方程组,通过改进Broyden算法求解方程组以获得部件性能退化因子及模型猜值。数字仿真结果表明,所提出的基于Broyden算法求解方程组的航空发动机气路故障诊断方法,在包线内的单故障和多故障诊断稳态误差均小于0.35%,且诊断过程算法单步运行最大耗时小于2ms,具有良好的实时性,远优于Kalman滤波方法,验证了算法的先进性。
- 潘阳李秋红王元
- 关键词：航空发动机气路故障诊断BROYDEN算法KALMAN滤波器涡轴发动机
