Modelado de Componentes Rotativos de Geometría Variable Basado en Curvas Características de Referencia para el Motor de Ciclo Variable
Autores: Wang, Yangjing; Huang, Jinquan; Pan, Muxuan; Zhou, Wenxiang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Modelado de Componentes Rotativos de Geometría Variable Basado en Curvas Características de Referencia para el Motor de Ciclo Variable
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Motor de ciclo variable
Componentes de geometría variable
Consumo específico de combustible
Modelo de red neuronal
Curvas características
Puntos de operación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 36
Citaciones: Sin citaciones
El motor de ciclo variable cambia los modos de funcionamiento mediante el cambio de componentes de geometría variable para lograr las dos ventajas de un alto empuje unitario y un bajo consumo específico de combustible. Debido a la falta de una gran cantidad de datos de pruebas en banco y a la compleja modelización de los componentes rotativos, las características incompletas de los componentes rotativos de geometría variable conducen a la no convergencia del modelo a nivel de componente del motor de ciclo variable, lo que dificulta el diseño del sistema de control posterior. Con el objetivo de abordar este problema, en este artículo se propone un método de modelización de características de componentes rotativos de geometría variable para motores de ciclo variable basado en curvas características de referencia. Este método establece un modelo de estimación de red neuronal para los coeficientes de desplazamiento de los puntos de operación de componentes clave basado en la ley característica del componente rotativo de geometría variable diseñado de manera madura. Combinando el modelo de red neuronal y las curvas características de referencia del componente de geometría variable a diseñar, se determinan las posiciones de desplazamiento de los puntos de operación para ángulos de palas guía positivos y negativos. En lugar de conectar directamente los puntos de operación para generar líneas características, este artículo resuelve el problema de optimización de la curva de Bezier basado en programación cuadrática secuencial (SQP) para ajustar suavemente las líneas características. De este modo, se pueden establecer rápidamente características de componentes que se ajusten a las características reales de geometría variable en ausencia de datos de pruebas en banco. Las simulaciones muestran que las características de los componentes rotativos de geometría variable establecidas por el método propuesto tienen una precisión y fiabilidad satisfactorias, lo que mejora aún más la estabilidad operativa del modelo a nivel de componente del motor de ciclo variable.
Descripción
El motor de ciclo variable cambia los modos de funcionamiento mediante el cambio de componentes de geometría variable para lograr las dos ventajas de un alto empuje unitario y un bajo consumo específico de combustible. Debido a la falta de una gran cantidad de datos de pruebas en banco y a la compleja modelización de los componentes rotativos, las características incompletas de los componentes rotativos de geometría variable conducen a la no convergencia del modelo a nivel de componente del motor de ciclo variable, lo que dificulta el diseño del sistema de control posterior. Con el objetivo de abordar este problema, en este artículo se propone un método de modelización de características de componentes rotativos de geometría variable para motores de ciclo variable basado en curvas características de referencia. Este método establece un modelo de estimación de red neuronal para los coeficientes de desplazamiento de los puntos de operación de componentes clave basado en la ley característica del componente rotativo de geometría variable diseñado de manera madura. Combinando el modelo de red neuronal y las curvas características de referencia del componente de geometría variable a diseñar, se determinan las posiciones de desplazamiento de los puntos de operación para ángulos de palas guía positivos y negativos. En lugar de conectar directamente los puntos de operación para generar líneas características, este artículo resuelve el problema de optimización de la curva de Bezier basado en programación cuadrática secuencial (SQP) para ajustar suavemente las líneas características. De este modo, se pueden establecer rápidamente características de componentes que se ajusten a las características reales de geometría variable en ausencia de datos de pruebas en banco. Las simulaciones muestran que las características de los componentes rotativos de geometría variable establecidas por el método propuesto tienen una precisión y fiabilidad satisfactorias, lo que mejora aún más la estabilidad operativa del modelo a nivel de componente del motor de ciclo variable.