槳扇發(fā)動(dòng)機(jī)的高推進(jìn)效率讓其具有降低油耗和排放的潛力,未來民航的廣闊市場(chǎng)和越來越高的環(huán)保要求使其擁有較好的發(fā)展前景。然而,這種新型發(fā)動(dòng)機(jī)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、控制策略、與飛機(jī)一體化等方面仍有諸多挑戰(zhàn)。對(duì)槳扇發(fā)動(dòng)機(jī)的建模和控制的研究有利于槳扇發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)最優(yōu)設(shè)計(jì)和發(fā)動(dòng)機(jī)-飛機(jī)一體化控制方案的確定,從而充分挖掘槳扇發(fā)動(dòng)機(jī)的潛力。本文建立了一種三軸拉力式對(duì)轉(zhuǎn)槳扇發(fā)動(dòng)機(jī)的仿真模型,將發(fā)動(dòng)機(jī)看成槳扇和渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)匹配的結(jié)構(gòu)。槳扇建�；谙嗨圃�,從單排槳扇的氣動(dòng)性能入手,考慮了槳扇輪轂的影響以及前后排對(duì)轉(zhuǎn)槳扇的相互影響和空氣流道的收縮,模型與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的誤差在2%以內(nèi)。由于槳扇發(fā)動(dòng)機(jī)推力主要由槳扇產(chǎn)生,其控制方案和渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)有所不同。性能尋優(yōu)控制在不同飛行條件下輸出優(yōu)化了的控制指令,可提升發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。分析了控制結(jié)構(gòu)后,本文提出了槳扇發(fā)動(dòng)機(jī)的控制方案。控制方案在飛行包線內(nèi)性能良好,仿真結(jié)果顯示功率渦輪轉(zhuǎn)速的超調(diào)量不超過2%、調(diào)節(jié)時(shí)間不超過0.9s�；谠摲桨�,本文提出了性能尋優(yōu)控制模式下的控制方案,并采用了一種修正了搜索步長(zhǎng)和遺棄率的修正布谷鳥搜索算法。相比扭矩補(bǔ)償模式,該方案可降低2%的油耗。該方案的性能比標(biāo)... 

【文章來源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：89 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
注釋表
下標(biāo)
縮略詞
第一章 緒論
    1.1 槳扇發(fā)動(dòng)機(jī)的研究背景
        1.1.1 槳扇發(fā)動(dòng)機(jī)的介紹和發(fā)展
        1.1.2 槳扇發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和課題的研究意義
        1.2.1 槳扇發(fā)動(dòng)機(jī)建模的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 槳扇發(fā)動(dòng)機(jī)控制的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 槳扇發(fā)動(dòng)機(jī)性能尋優(yōu)控制的研究現(xiàn)狀
        1.2.4 課題的研究意義
    1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容
    1.4 本文的內(nèi)容安排
第二章 槳扇發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)建模
    2.0 槳扇發(fā)動(dòng)機(jī)建模總體分析
    2.1 核心機(jī)部件級(jí)模型
    2.2 核心機(jī)穩(wěn)態(tài)模型
        2.2.1 穩(wěn)態(tài)共同工作方程
        2.2.2 共同工作方程的求解
    2.3 核心機(jī)動(dòng)態(tài)模型
        2.3.1 動(dòng)態(tài)共同工作方程
        2.3.2 求解動(dòng)態(tài)共同工作方程
    2.4 本章小結(jié)
第三章 槳扇數(shù)學(xué)模型
    3.1 槳扇機(jī)構(gòu)模型概述
    3.2 槳扇數(shù)學(xué)模型計(jì)算方案總結(jié)
    3.3 螺旋槳相似理論
        3.3.1 螺旋槳相似條件
        3.3.2 螺旋槳?dú)鈩?dòng)性能相似公式
        3.3.3 螺旋槳特性曲線
        3.3.4 螺旋槳特性曲線的不足與改進(jìn)方案
    3.4 對(duì)轉(zhuǎn)槳扇的建模
        3.4.1 現(xiàn)有槳扇特性曲線的分析
        3.4.2 對(duì)轉(zhuǎn)槳扇的建模過程
        3.4.3 對(duì)轉(zhuǎn)槳扇模型的驗(yàn)證
    3.5 本章小結(jié)
第四章 槳扇發(fā)動(dòng)機(jī)的控制研究
    4.1 槳扇發(fā)動(dòng)機(jī)全權(quán)限數(shù)字電子控制器介紹
    4.2 槳扇發(fā)動(dòng)機(jī)的控制方案
        4.2.1 槳扇控制回路
        4.2.2 槳扇發(fā)動(dòng)機(jī)總體控制方案
    4.3 槳扇發(fā)動(dòng)機(jī)性能尋優(yōu)研究
        4.3.1 布谷鳥搜索算法
        4.3.2 修正布谷鳥搜索算法
        4.3.3 基于修正布谷鳥搜索算法的槳扇發(fā)動(dòng)機(jī)性能尋優(yōu)控制
    4.4 算法比較
        4.4.1 與標(biāo)準(zhǔn)布谷鳥搜索算法的比較
        4.4.2 與遺傳算法的比較
    4.5 本章小結(jié)
第五章 槳扇發(fā)動(dòng)機(jī)的性能評(píng)估
    5.1 槳扇發(fā)動(dòng)機(jī)槳扇-進(jìn)氣道耦合作用分析
    5.2 兩槳扇軸距對(duì)槳扇發(fā)動(dòng)機(jī)的性能影響
    5.3 兩槳扇各自槳葉數(shù)目對(duì)槳扇發(fā)動(dòng)機(jī)的性能影響
    5.4 槳扇發(fā)動(dòng)機(jī)的速度特性和高度特性
    5.5 槳扇發(fā)動(dòng)機(jī)的槳距角特性
    5.6 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[2]航空發(fā)動(dòng)機(jī)性能尋優(yōu)控制研究[D]. 王芳.西北工業(yè)大學(xué) 2005



本文編號(hào)：3188781