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航空发动机性能寻优控制混合优化算法

航空动力学报 2006年第2期21卷 421-426页

作者：朱玉斌樊思齐李华聪杨垂柏西北工业大学动力与能源学院陕西西安710072 中国科学院空间科学与应用研究中心北京100080

根据性能寻优控制(Perform ance Seek ing Con trol)优化模式的特点,针对某型涡扇发动机,研究了把发动机性能优化问题描述为线性规划问题。同时针对线性规划方法可能会收敛于局部极小值和非线性方法计算量大的问题,提出了基于LP(L inear... 详细信息

根据性能寻优控制(Perform ance Seek ing Con trol)优化模式的特点,针对某型涡扇发动机,研究了把发动机性能优化问题描述为线性规划问题。同时针对线性规划方法可能会收敛于局部极小值和非线性方法计算量大的问题,提出了基于LP(L inear P rogramm ing)和MAPS(M odel-A ssisted Pattern Search)混合优化方法,并研究了LP和MAPS混合优化方法在航空发动机性能寻优控制中的应用,同时在最大推力控制模式和最小油耗控制模式下进行了仿真。大量仿真结果表明,采用混合优化方法可进一步提高发动机的性能,并且大大减少了计算量。

关键词：航空航天推进系统航空发动机性能寻优控制混合优化算法线性规划模型辅助模式搜索算法

基于射影算子的变循环发动机鲁棒自适应控制器设计

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推进技术 2018年第2期39卷 440-449页

作者：李嘉李华聪韩小宝王淑红长安大学道路施工技术与装备教育部重点实验室陕西西安710064 西北工业大学动力与能源学院陕西西安710072 中航工业西安航空动力控制科技有限公司陕西西安700077

针对变循环航空发动机大范围工作包线下的复杂外部扰动现象引起的多变量鲁棒自适应控制器设计问题,给出基于射影算子的自适应律设计方法并将其应用至模型参考自适应控制器设计中。通过理论分析与变循环航空发动机某一状态点的仿真分析,... 详细信息

针对变循环航空发动机大范围工作包线下的复杂外部扰动现象引起的多变量鲁棒自适应控制器设计问题,给出基于射影算子的自适应律设计方法并将其应用至模型参考自适应控制器设计中。通过理论分析与变循环航空发动机某一状态点的仿真分析,阐明系统存在外部干扰时传统自适应律的设计方法对于指令跟踪不足等问题,进而在射影算子的理论框架基础上设计自适应律,将存在干扰时的状态误差动态方程的解限制在设定的凸集范围内,从而实现系统状态误差动态方程不大于零的稳定性要求,最终在LQR基准控制器框架上,实现基于射影算子的多变量鲁棒自适应控制器设计,以改善自适应控制系统的鲁棒性。基于该方法对变循环航空发动机进行控制器设计和仿真。结果表明:基于射影算子的自适应律设计方法改善了传统自适应律设计方法的鲁棒性问题,实现了控制系统对外部干扰的有效抑制,当系统各控制回路加入不同外部随机噪声信号时,均达到了期望的控制效果;变循环航空发动机各个状态点均能够跟踪期望的闭环参考指令,各状态点稳态控制误差均小于0.5%,系统超调量小于1%,调节时间小于1.2s,动态跟踪误差不大于0.5%,符合发动机控制系统技术要求。

关键词：变循环航空发动机多变量控制鲁棒自适应控制射影算子动态跟踪

最强脉冲方向分量的周期特性及其影响因素分析

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地震研究 2021年第1期44卷 96-104页

作者：李华聪钟菊芳南昌航空大学土木建筑学院江西南昌330063 杭萧钢构股份有限公司浙江杭州310003

以NGA-West2强震数据库中的243组脉冲型地震记录为数据基础,按照我国场地分类标准对其进行分类,探讨场地条件、断层类型及断层距等对最强脉冲方向分量脉冲周期(T_(P))随震级(M_(W))变化规律的影响。结果表明:(1)最强脉冲方向分量与垂直... 详细信息

以NGA-West2强震数据库中的243组脉冲型地震记录为数据基础,按照我国场地分类标准对其进行分类,探讨场地条件、断层类型及断层距等对最强脉冲方向分量脉冲周期(T_(P))随震级(M_(W))变化规律的影响。结果表明:(1)最强脉冲方向分量与垂直断层走向分量的T_(P)具有强线性相关性,场地条件对二者周期相关性的影响不大;(2)场地土层的剪切波速越大,T_(P)随M_(W)增大的速率越快;(3)Ⅲ类场地的T_(P)值大于Ⅰ,Ⅱ类场地;(4)最强脉冲方向分量T_(P)随M_(W)的增大速率要快于垂直或平行断层走向分量;(5)在Ⅰ,Ⅱ类场地条件下,非走滑断层的T_(P)随M_(W)的增大速率快于走滑断层,这一规律在Ⅲ类场地条件下正好相反;(6)3类场地非近断层区域的T_(P)随M_(W)的增大速率快于近断层区域。建议在使用脉冲周期与震级关系的统计模型时应考虑场地条件、断层类型、断层距及不同国家场地分类标准差异性的影响。

关键词：最强脉冲方向分量脉冲周期场地条件震级断层类型断层距

基于CFD内流耦合仿真的燃油柱塞泵滑靴副动态润滑特性研究

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推进技术 2019年第6期40卷 1370-1381页

作者：朱嘉兴李华聪刘静符江锋西北工业大学动力与能源学院

针对航空燃油柱塞泵滑靴副自适应油膜的动态润滑问题,基于牛顿拉夫逊方法,建立了考虑滑靴副油膜支承作用与其动力学状态动态耦合关系的滑靴副润滑计算模型。在此基础上,计入前级部件内流作用对油膜特性的影响,通过CFD内流分析和Reynold... 详细信息

针对航空燃油柱塞泵滑靴副自适应油膜的动态润滑问题,基于牛顿拉夫逊方法,建立了考虑滑靴副油膜支承作用与其动力学状态动态耦合关系的滑靴副润滑计算模型。在此基础上,计入前级部件内流作用对油膜特性的影响,通过CFD内流分析和Reynolds润滑模型相结合的仿真方法,对航空柱塞泵滑靴副及其前级部件进行了一体式联合仿真研究。研究结果表明:仿真与试验结果的误差保持在4.3%以内,CFD仿真方法可以实现对滑靴副前级部件内流场的准确模拟;转速从4kr/min增至5kr/min时,膜厚的最大倾覆值减小至原数值的27.15%,并且低压区滑靴厚度变化率的增大率最大可达62.02%;而出口压力增大率为66.7%时,引起全周期内膜厚变化率波动幅度不同程度的增大;在转动周期内,滑靴的自适应润滑效果通过油膜厚度场和压力场的耦合变化形成自适应动压支承效应来实现。

关键词：燃油柱塞泵滑靴副润滑模型动态润滑特性

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负载敏感比例换向阀检测方法的研究

液压与气动 2017年第4期41卷 92-95页

作者：李华聪中国煤炭科工集团太原研究院有限公司山西太原030000

针对在工程机械的故障判断、修复和设计改进阶段中存在的负载敏感式比例换向阀检测问题,提出一种以阀结构及原理分析为基础的负载敏感比例换向阀检测方法。对比例换向阀的阀片结构及原理进行分析,根据分析结果有针对性地设计制作试验阀... 详细信息

针对在工程机械的故障判断、修复和设计改进阶段中存在的负载敏感式比例换向阀检测问题,提出一种以阀结构及原理分析为基础的负载敏感比例换向阀检测方法。对比例换向阀的阀片结构及原理进行分析,根据分析结果有针对性地设计制作试验阀块、制定测试项目及方案,最终完成对负载敏感式比例换向阀的测试。该方法可以得到负载敏感比例换向阀准确的试验数据,为换向阀的性能判定提供依据。

关键词：负载敏感式比例换向阀内泄测试溢流阀特性测试梭阀测试比例特性测试

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基于LMI的综合飞行/推进控制系统设计

计算机仿真 2010年第1期27卷 67-70页

作者：陈迟李华聪西北工业大学动力与能源学院陕西西安710072

飞机在飞行时,外界气流总存在不确定的扰动,对飞机的性能甚至稳定性会产生消极的影响。以某型飞机作为研究对象,在建立了综合飞行/推进系统(纵向)小偏离线性化数学模型后,根据H∞鲁棒控制理论所推导出的线性矩阵不等式,设计出干扰情况... 详细信息

飞机在飞行时,外界气流总存在不确定的扰动,对飞机的性能甚至稳定性会产生消极的影响。以某型飞机作为研究对象,在建立了综合飞行/推进系统(纵向)小偏离线性化数学模型后,根据H∞鲁棒控制理论所推导出的线性矩阵不等式,设计出干扰情况下的状态反馈控制器。仿真结果表明,所设计出的鲁棒控制器能够到达控制要求,在存在较大干扰时有一定的抑制作用。对于(LMI)线性矩阵不等式的H∞鲁棒控制方法在设计综合飞行/推进鲁棒控制系统时,是可行的,且能较好的解决飞行时存在的扰动问题。

关键词：线形矩阵不等式综合飞行/推进鲁棒控制器纵向

带引射器的多级导流叶轮航空燃油离心泵数值模拟

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航空动力学报 2015年第8期30卷 1909-1917页

作者：李嘉李华聪符江锋韩小宝西北工业大学动力与能源学院西安710072

以带引射器的多级导流叶轮航空燃油离心泵为研究对象,开展了该型离心泵性能数值模拟研究.通过数值模拟结果与试验数据的对比,验证了基于Pumplinx下该型离心泵性能仿真的正确性;通过分析离心泵轴向与径向中间截面的压力分布研究内流场特... 详细信息

以带引射器的多级导流叶轮航空燃油离心泵为研究对象,开展了该型离心泵性能数值模拟研究.通过数值模拟结果与试验数据的对比,验证了基于Pumplinx下该型离心泵性能仿真的正确性;通过分析离心泵轴向与径向中间截面的压力分布研究内流场特性,并在该泵最差气蚀工况下的分析了气蚀特性,给出完全气蚀状态下的气液两相分布以及预测了离心泵的Δh-H特性曲线.研究表明:带引射器的多级导流叶轮航空燃油离心泵数值模拟的扬程效率以及气蚀特性曲线与试验数据吻合.在小流量工作范围下内流场压力分布均匀稳定,增压效果明显;当进口压力为0.018MPa时产生完全气蚀状态,小于技术要求最小进口压力0.027MPa,因此该泵的工作要求范围下不会产生气蚀现象.

关键词：航空燃油离心泵引射器多级导流叶轮气蚀特性数值模拟

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U型节流槽等压差活门内流场特性

航空动力学报 2016年第6期31卷 1469-1476页

作者：李嘉李华聪符江锋王淑红西北工业大学动力与能源学院西安710129 中国航空工业集团公司西安航空动力控制科技有限公司西安700077

以某U型节流槽等压差活门为研究对象,开展了内流场性能数值模拟研究.基于三维建模造型技术对所设计的压差活门进行初步建模,然后采用周期性网格网格单元划分等压差活门的结构化网格;进而通过CFD数值模拟进行了内流场仿真分析,并对不同... 详细信息

以某U型节流槽等压差活门为研究对象,开展了内流场性能数值模拟研究.基于三维建模造型技术对所设计的压差活门进行初步建模,然后采用周期性网格网格单元划分等压差活门的结构化网格;进而通过CFD数值模拟进行了内流场仿真分析,并对不同出口节流开度的等压差活门模型进行了对比研究.内流场状态表明:U型节流槽等压差活门不同流量以及不同出口节流开度下在节流口处由于面积突变,压力梯度变化较大,等压差活门的压降主要集中在此处,且均存在一定范围低速团与二次旋涡流等.仿真结果预测的外特性性能表明:等压差活门的压差在不同流量工况下和相同流量的不同出口节流开度下,压差维持在0.9MPa左右,符合设计要求.且不同出口节流开度下压差变化趋势相似,出口节流开度越大,压差越大,小流量下相应更快.

关键词：航空发动机燃油控制系统 U型节流槽等压差活门内流场特性性能仿真

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一体式诱导轮与叶轮航空离心泵汽蚀特性研究

推进技术 2015年第7期36卷 1005-1012页

作者：李嘉李华聪符江锋王淑红西北工业大学动力与能源学院陕西西安710072 中航工业西安航空动力控制科技有限公司陕西西安700077

为研究一体式诱导轮与叶轮航空燃油离心泵的汽蚀特性,对该型离心泵进行了汽蚀特性研究。首先在泵的设计中进行了汽蚀特性理论计算;进而通过CFD软件Pumplinx对该型号泵进行了汽蚀性能数值模拟,研究了最差汽蚀工况下的汽蚀特性;然后针对... 详细信息

为研究一体式诱导轮与叶轮航空燃油离心泵的汽蚀特性,对该型离心泵进行了汽蚀特性研究。首先在泵的设计中进行了汽蚀特性理论计算;进而通过CFD软件Pumplinx对该型号泵进行了汽蚀性能数值模拟,研究了最差汽蚀工况下的汽蚀特性;然后针对不同汽蚀余量值给出离心泵不同状态下的气液两相分布;最后对离心泵的流量-临界汽蚀余量曲线进行预测,并与理论计算值、试验数据进行对比。研究表明,当进口压力为0.013177MPa时,一体式诱导轮与叶轮航空燃油离心泵产生临界汽蚀状态,小于技术要求最小进口压力0.0325MPa,因此该泵在其工作范围内不会产生汽蚀现象。不同流量下离心泵理论计算与数值模拟的汽蚀特性曲线与试验数据吻合,满足高汽蚀特性需求。

关键词：航空燃油离心泵一体式诱导轮与叶轮汽蚀特性 CFD 数值模拟