Un enfoque novedoso para el control de motores de alta estabilidad en sistemas aero-propulsores en condiciones supersónicas
Autores: Sun, Fengyong; Han, Jitai; Song, Changpo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Un enfoque novedoso para el control de motores de alta estabilidad en sistemas aero-propulsores en condiciones supersónicas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Estado supersónico
Motor a reacción
Técnica de control de estabilidad
Modelo integrado
Modelo predictivo
Regulador cuadrático lineal aumentado
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
En un estado supersónico, el aero-motor opera bajo circunstancias difíciles de alta temperatura, alta presión y rápida velocidad del rotor. Este trabajo proporciona una técnica de control innovadora de alta estabilidad para motores con entradas de geometría fija, abordando problemas de control de estabilidad a nivel del sistema aero-propulso. La discusión comienza con la importancia de un modelo integrado para la entrada y el aero-motor, introduciendo dos índices de estabilidad (margen de sobrepresión y margen de zumbido) para caracterizar la estabilidad de la entrada. Se desarrolla un nuevo modelo predictivo para el flujo de masa de aire del motor para abordar el problema indeterminado del flujo de masa de aire del motor. La integración de los parámetros de entrada en el modelo predictivo se refina utilizando el algoritmo de regresión de soporte vectorial de mínimos cuadrados (LSSVR), y se utilizan datos históricos de entrada para mejorar el rendimiento predictivo, como lo validan los resultados de simulación numérica. Se sugiere una técnica de control adaptativa de regulador cuadrático lineal aumentado impulsada por datos (d-ALQR) para modificar adaptativamente los parámetros de control del regulador cuadrático lineal aumentado. Finalmente, se propone una estrategia de control altamente estable, integrando el modelo predictivo con el controlador d-ALQR. Los resultados de simulación realizados durante operaciones de vuelo de maniobra demuestran que el controlador de alta estabilidad desarrollado puede mantener la entrada en una condición eficiente y segura, asegurando una compatibilidad óptima entre el motor y la entrada.
Descripción
En un estado supersónico, el aero-motor opera bajo circunstancias difíciles de alta temperatura, alta presión y rápida velocidad del rotor. Este trabajo proporciona una técnica de control innovadora de alta estabilidad para motores con entradas de geometría fija, abordando problemas de control de estabilidad a nivel del sistema aero-propulso. La discusión comienza con la importancia de un modelo integrado para la entrada y el aero-motor, introduciendo dos índices de estabilidad (margen de sobrepresión y margen de zumbido) para caracterizar la estabilidad de la entrada. Se desarrolla un nuevo modelo predictivo para el flujo de masa de aire del motor para abordar el problema indeterminado del flujo de masa de aire del motor. La integración de los parámetros de entrada en el modelo predictivo se refina utilizando el algoritmo de regresión de soporte vectorial de mínimos cuadrados (LSSVR), y se utilizan datos históricos de entrada para mejorar el rendimiento predictivo, como lo validan los resultados de simulación numérica. Se sugiere una técnica de control adaptativa de regulador cuadrático lineal aumentado impulsada por datos (d-ALQR) para modificar adaptativamente los parámetros de control del regulador cuadrático lineal aumentado. Finalmente, se propone una estrategia de control altamente estable, integrando el modelo predictivo con el controlador d-ALQR. Los resultados de simulación realizados durante operaciones de vuelo de maniobra demuestran que el controlador de alta estabilidad desarrollado puede mantener la entrada en una condición eficiente y segura, asegurando una compatibilidad óptima entre el motor y la entrada.