【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于飞行器控制，特别涉及一种基于飞行科目的直升机发动机工作模式决策方法。
技术介绍
1、传统直升机飞行控制与发动机控制采用独立的设计方法，直升机飞行控制以恒定的旋翼转速为设计前提，发动机控制以恒转速输出为基准目标。一方面，在各子系统设计时，为了保证飞行安全需预留一定的性能调整空间；另一方面，由于采用恒定旋翼转速的控制方法，飞行控制系统将旋翼速度变化视为干扰，发动机控制系统将负载扭矩变化视为干扰。在所有飞行状态下，发动机均采用恒定的输出转速和控制模式。从机动性、经济性等不同视角考虑，直升机在低速机动飞行和巡航飞行对发动机的工作特性要求是不同的。如直升机低速机动飞行，要求发动机具有更好的加减速特性；而巡航状态下，较低的燃油消耗可以带来更佳的直升机航程。而固定的控制模式，无法兼顾直升机不同飞行状态下的全局性能最优。
技术实现思路
1、专利技术目的：新一代直升机的对动力系统提出了更高要求，尤其未来直升机多场景、高机动、高速度、远航程的使用需求，从直升机飞行状态出发，根据不同飞行状态和科目决策发动机最佳控制模式，可以进一步挖掘涡轴发动机性能，提升飞行性能和飞行品质，尽可能实现直升机全飞行包线内的性能最优。基于飞行科目的直升机发动机工作模式决策，也是全面实现直升机/发动机综合控制的重要环节。
2、本专利技术提供一种基于飞行科目的直升机发动机工作模式决策方法，根据直升机飞行状态识别飞行科目，根据飞行科目匹配不同的发动机控制模式，得到满足直升机不同飞行状态下的最佳性能需求。其
3、技术方案
4、一种基于飞行科目的直升机发动机工作模式决策方法，包括以下步骤：
5、s1：根据直升机典型任务场景、飞行科目特点及飞行品质要求，确定直升机常用典型飞行科目；
6、s2：基于每个飞行科目的飞行参数特征，形成飞行科目特征参数集，确定飞行科目模糊表示及划分；
7、s3：考虑每个飞行科目下的发动机控制需求，形成发动机工作模式库；
8、s4：建立发动机工作模式决策规则，形成模式决策专家库；
9、s5：根据直升机飞行参数和功率需求变化情况，识别飞行科目，并利用模式决策专家库，得到发动机工作模式；
10、s6：将得到不同飞行科目下的发动机工作模式，作为发动机控制输入，开展发动机控制。
11、进一步，s1中，典型飞行科目包括：悬停、瞬态转弯、俯冲拉起、加速冲刺，以及不同速度点的稳定平飞。
12、进一步，s2中，飞行科目特征参数集包括以下参数：功率需求pre、飞行速度v、飞行高度hp、航向角φ、飞行重量w、旋翼转速nr、旋翼桨距clp和尾桨桨距cla。
13、进一步，s3中，根据发动机的工作场景确定三个典型的控制模式：模式一，增强机动模式，模式二，最小油耗模式，模式三，最小涡轮温度模式；
14、根据发动机的转速确定三个转速输出模式：模式四，105％输出转速模式、模式五，100％输出转速模式、模式六，95％输出转速模式。
15、进一步，s4中，建立发动机工作模式决策规则过程如下：
16、执行瞬态转弯、俯冲拉起、减速进场、加速冲刺飞行科目，发动机采用增强机动模式；执行稳定平飞飞行科目，发动机采用最小油耗模式；执行悬停科目，发动机采用最小涡轮温度模式；
17、执行小重量、大速度、低高度巡航飞行科目，发动机采用95％输出转速模式；执行中等重量、中等速度、中等高度巡航飞行科目，发动机采用100％输出转速模式；执行大重量、小速度、高高度巡航飞行科目，发动机采用105％转速模式。
18、进一步，飞行科目特征参数集
19、m＝{mk|ψk}mk＝1
20、其中，m代表细分的飞行科目数量，mk和ψk分别代表第k个细分的飞行科目模型和特征参数集。
21、进一步，s4中，模式决策专家库如下：
22、
23、进一步，s5中，飞行科目识别过程如下：
24、设m代表当前飞行动作的模型，ψ＝{θ1,θ2,···,θn}为m的特征参数集；
25、m与mk之间有n个相似元，为相似元对模型相似度的影响设置权重a＝{a1，a2，···，an}，m与mk的相似度为q＝(a,m,mk)；
26、则当前飞行动作关于飞行科目的隶属度函数，采用如下定义：
27、
28、则在全飞行包线上，m的估计值为
29、
30、采用智能优化算法划分m，选取ψ和设计a，满足飞行包线划分的一致性检验要求
31、
32、式中，ε为设定的小量；
33、隶属度最大的特征参数集对应的科目为识别出的飞行科目。
34、综上所述，本专利技术的有益效果如下：
35、本专利技术提供一种基于飞行科目的直升机发动机工作模式决策方法，所述方法从直升机飞行状态出发，根据不同飞行状态和科目决策发动机最佳控制模式，可以进一步挖掘涡轴发动机性能，提升飞行性能和飞行品质，尽可能实现直升机全飞行包线内的性能最优。特别涉及未来直升机多场景、高机动、高速度、远航程的使用需求，可进一步提升直升机机动性能，减小巡航油耗，增加直升机航程。
36、本专利技术基于直升机需求，从飞/发一体化综合控制出发，提出了一种基于飞行科目的直升机发动机工作模式决策方法。通过该方法可以对发动工作模式进行智能决策。该方法可作为直升机飞/发综合控制的一个体现和内容。从综合仿真评估可以看出，通过该方法提出的发动机工作模式决策方法可以有效的挖掘发动机潜在性能，提升直升机全飞行包线和各飞行状态下的综合性能。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于飞行科目的直升机发动机工作模式决策方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：S1中，典型飞行科目包括：悬停、瞬态转弯、俯冲拉起、加速冲刺，以及不同重量、速度及高度的稳定平飞。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：S2中，飞行科目特征参数集包括以下参数：功率需求Pre、飞行速度v、飞行高度hp、航向角Φ、飞行重量W、旋翼转速Nr、旋翼桨距clp和尾桨桨距cla。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：S3中，根据发动机的工作场景确定三个典型的控制模式：模式一，增强机动模式，模式二，最小油耗模式，模式三，最小涡轮温度模式；
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：S4中，建立发动机工作模式决策规则过程如下：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：飞行科目特征参数集
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：S4中，模式决策专家库如下：
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：S5中，飞行科目识别过程如下：
【技术特征摘要】
1.一种基于飞行科目的直升机发动机工作模式决策方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：s1中，典型飞行科目包括：悬停、瞬态转弯、俯冲拉起、加速冲刺，以及不同重量、速度及高度的稳定平飞。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：s2中，飞行科目特征参数集包括以下参数：功率需求pre、飞行速度v、飞行高度hp、航向角φ、飞行重量w、旋翼转速nr、旋翼桨距clp和尾桨桨距cla。
4.根据权利要求3所述的方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：谌昱，杨波，杜春雨，
申请(专利权)人：中国直升机设计研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。