隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和生產(chǎn)要求的不斷提高,在國防、航空、航天等諸多領(lǐng)域,最優(yōu)控制理論的應(yīng)用變得日趨廣泛,它逐漸成為現(xiàn)代控制理論的核心。民用航空發(fā)動機(jī)最優(yōu)控制問題是對航空發(fā)動機(jī)系統(tǒng),通過選擇合適的最優(yōu)控制方法,使其某些性能指標(biāo)達(dá)到最優(yōu)。本文圍繞航空發(fā)動機(jī)最優(yōu)控制方法這一主題,重點(diǎn)研究求解最優(yōu)控制問題方法中的線性二次型最優(yōu)控制（LQR）方法和序列二次型規(guī)劃（SQP）算法。主要的研究內(nèi)容如下:首先,在渦扇發(fā)動機(jī)穩(wěn)態(tài)或者小偏離狀態(tài)下,利用部件級模型得到發(fā)動機(jī)巡航點(diǎn)處的狀態(tài)變量模型,針對LQR法的核心問題,即Q、R系數(shù)矩陣的選取問題,提出了基于GA-PSO混合算法優(yōu)化的LQR控制策略。結(jié)果表明,提出的GA-PSO混合算法實(shí)現(xiàn)了對LQR調(diào)節(jié)系統(tǒng)和跟蹤系統(tǒng)的優(yōu)化,輸出的渦扇發(fā)動機(jī)低壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速曲線能有效且快速地收斂,曲線的上升時(shí)間、調(diào)節(jié)時(shí)間和超調(diào)量等性能指標(biāo)得到了優(yōu)化。且相較于遺傳算法（GA算法）,利用GA-PSO算法來優(yōu)化渦扇發(fā)動機(jī)LQR控制策略,能有效地減少尋優(yōu)迭代次數(shù),減少計(jì)算耗時(shí)。其次,為了研究適應(yīng)度函數(shù)的選擇是否對GA-PSO算法優(yōu)化LQR控制策略存在影響,提出了3種不同的適應(yīng)度函數(shù)并... 

【文章來源】：中國民航大學(xué)天津市

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

最優(yōu)控制問題示意圖

中國民航大學(xué)碩士學(xué)位論文8進(jìn)行研究，通過仿真研究了Q、R加權(quán)矩陣對于狀態(tài)調(diào)節(jié)系統(tǒng)、跟蹤系統(tǒng)效果的影響。利用GA-PSO算法對Q、R系數(shù)矩陣進(jìn)行優(yōu)化，從而得到最優(yōu)狀態(tài)調(diào)節(jié)系統(tǒng)和跟蹤系統(tǒng)。選取3種函數(shù)作為GA-PSO算法優(yōu)化LQR的適應(yīng)度函數(shù)以研究適應(yīng)度函數(shù)對于GA-PSO算法優(yōu)化LQR控制器的影響，選取最適合的適應(yīng)度函數(shù)。第四章：提出GA-SQP的最優(yōu)控制方法進(jìn)行研究，將GA-SQP算法用于發(fā)動機(jī)加減速最優(yōu)控制，對加減速結(jié)果進(jìn)行分析，并與單純的SQP算法進(jìn)行比較。第五章：總結(jié)本論文的研究內(nèi)容，對論文以后可行的研究進(jìn)行展望。本論文的總體安排結(jié)構(gòu)圖如圖1-2所示。圖1-2論文的總體結(jié)構(gòu)

中國民航大學(xué)碩士學(xué)位論文9第二章渦扇發(fā)動機(jī)模型建立發(fā)動機(jī)建模是研究最優(yōu)控制的基礎(chǔ)，本章在實(shí)驗(yàn)室渦扇發(fā)動機(jī)穩(wěn)態(tài)模型基礎(chǔ)上，通過調(diào)整修正效率值，以達(dá)到優(yōu)化的目的，在穩(wěn)態(tài)模型的基礎(chǔ)上得到動態(tài)模型，利用擬合法求出巡航階段狀態(tài)空間模型。2.1渦扇發(fā)動機(jī)部件級建模研究渦扇發(fā)動機(jī)最優(yōu)控制方法的前提是建立合適準(zhǔn)確的發(fā)動機(jī)模型，建立發(fā)動機(jī)模型主要有解析法和試驗(yàn)法[41]。解析法能獲得較高精度模型，因此被普遍采用。本節(jié)對實(shí)驗(yàn)室穩(wěn)態(tài)模型進(jìn)行改進(jìn)、建立動態(tài)模型，并進(jìn)行驗(yàn)證。2.1.1實(shí)驗(yàn)室發(fā)動機(jī)模型假設(shè)實(shí)驗(yàn)室的某型民用大涵道比渦扇發(fā)動機(jī)部件級模型如圖2-1所示。圖2-1大涵道比民用渦扇發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)圖[42]因?yàn)榘l(fā)動機(jī)的強(qiáng)非線性，本文做出以下假設(shè)[43]：（1）忽略雷諾數(shù)帶來的影響；（2）忽略燃燒延遲帶來的影響；

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號：3208759