CN114967471B 一种基于智能指令预见的航空电动燃油泵容错控制方法 （南京航空航天大学）

一种基于智能指令预见的航空电动燃油泵本发明公开了一种基于智能指令预见的航骤1，建立全流量范围内航空电动燃油泵含多故于组合径向基函数神经网络的航空电动燃油泵2ψs表示永磁体磁链；T表示矩阵的转置；JeL步骤12，构建由多项式函数形式描述的稳态非线性模型和典航空电动燃油泵自适应组合非线性动态模型由三部分组成：非线性稳态模型、自适应3在非线性稳态模型的基础上，通过构造自适应动态增益，输出值；组合模型中的自适应动态增益K由两部分构成，即K=K,(X:)+K,(⃞),第一部分K0(Xs)的在全流量范围内适用的电动燃油泵自适应组合非线性根据航空发动机燃油需求指令反馈当前航空电动燃油泵的输出燃油流量Wfb，利用补偿量Δn；通过转速指令补偿量Δn对需求转速na进行调节，最终获得全流量范围内航空电动燃油40pumppump利用混沌映射产生初代种群，并将基于粒子群优化算法(PSO)的速度分量引入到GWO2.根据权利要求1所述的基于智能指令预见的航空电动燃油泵容错控制方法，其特征52123j＞0(j＝0,1,...,ρ+2)表示故障的发展类3.根据权利要求1所述的基于智能指令预见的航空电动燃油泵容错控制方法，其特征基于组合径向基函数神经网络(CRBFNN)的智能转速指令估计，在前组合径向基函数神经网络(CRBFNN)的总体输入输出映射关系4.根据权利要求1所述的基于智能指令预见的航空电动燃油泵容错控制方法，其特征6述转速估计值预输入的非线性函数，kj表示自适应参数；sj为非奇异终端滑模面参数，υjj为自适应律增益系数；当有τ个传感器输出参数，对应地设计τ个滑模观测器，即每个观测器观测一个传感器当检测到发生故障时，综合利用无故障的测量信号和航空电动燃油泵模型输出信号，7[0002]智能化是航空电动燃油泵发展的一个重要前沿方向，通提高航空发动机燃油控制回路的鲁棒控制性能。文[3]在电动燃油泵的非线性数学模型的[0004]本发明针对的是一类六相永磁同步电机直接驱动外啮合齿轮泵结构的航空电动[0005][1]高毅军,黄金泉,唐世建.基于分布式控制的航空发动机电动燃油泵方案研究[0006][2]徐建,杨刚,胡文霏.根轨迹法在燃油控制回路PI控制器参数设计中的应用8[0007][3]NilsT,StumpPB,ThieleckeF.ARobustPressureControllerforaVariableSpeedACMotorPump—ApplicationtoAircraftHydraulicPowerPacksges[C].ProceedingsoftheBATH/ASME2018SymposiumonFluidPowerandMotionControl,September12-141,2018,Bath,UK,FPMC2018-8868.[0009][5]MecrowBC,JackAG,AtkinsonDJ,etal.DesignandTestingofaFour-PhaseFault-TolerantPermanent-MagnetMachineforanEngineFuelPump[J].IEEETransactionsonEnergyConversion,2004,19(4):671-[0011][7]DingR,XiaoL,JinX.RobustControlforElectricFuelPumpwithVariantNonlinearLoadsBasedonaNewCombinedSlidingModeSurface[J].InternationalJournalofControl,AutomationandSystems,20[0012][8]PoojaKK,PreethiR,SumathaVP,etal.ClosedLoopFuelControlofAeroEngine[J].InternationalJournalofAdvancedResearchinElectronicsandCommunicationEngineering,2015,4(5):1404-1410.[0016]步骤1，建立全流量范围内航空电动燃油泵含多故障和不确定性的非线性动态模[0017]步骤2，建立基于组合径向基函数神经网络的航空电动燃油泵智能转速指令逆模9BCDEψs表示永磁体磁链；T表示矩阵的转置；型相并联的航空电动燃油泵自适应组合非线性参数构成的列向量，Xs为X对应的稳态输入值，Wfbs为稳态燃油流量值；模型的输出量增益K表征的自适应策略，自主选定大流量或小流量要求下对应的非线性稳态模型和线性[0047]组合模型中的自适应动态增益K由两部分构成，即K=的动态增益自适应补偿项，用于使得动态增益在对电动燃油泵线性稳态模型进行调整时，速度的在全流量范围内适用的电动燃油泵自适应组合非线性动223233,4,…,ρ+2)表示故障发生的时间；[0057]根据航空电动燃油泵燃油流量稳态历史数据，基于组合径向基函数神经网络[0059]根据航空发动机燃油需求指令反馈当前航空电动燃油泵的输出燃油流量Wfb，指令补偿量Δn；[0060]通过转速指令补偿量Δn对需求转速na进行调节，最终获得全[0066]基于组合径向基函数神经网络(CRBFNN)的智能转速指令估计，在前向训练过程[0078]利用混沌映射产生初代种群，并将基于粒子群优化算法(PSO)的速度分量引入到υjs,-e,+9s,"(16)[0095](1)本发明在给出全流量范围内航空电动燃油泵非线性动态模型建立新方法的基[0096](2)在转速指令多步预见过程中，将具有良好非线性拟合能力的高斯基函数和具[0097](3)在容错控制器的设计过程中，提出新颖的基于变速灰狼多目标优化的鲁棒容[0115]航空电动燃油泵控制系统分析与综合研究的重要基础之一是建立合适的控制系[0117]当航空电动燃油泵的电机与泵采用同轴连接时，泵的转速可以等同于电机转[0121]图3给出了六相永磁同步电机的等效物理模型，六相永磁同步电机在自然坐标系BCDE[0140]为了获得在全流量范围内适用的兼顾稳态精度和动态响应要求的航空电动燃油面向控制系统分析与设计研究的航空电动燃油泵自适应组合非线性参数构成的列向量，Xs为X对应的稳态输入值，wn,为稳态燃油流量值；模型的输出量[0142]在全流量范围内，根据发动机不同工增益K表征的自适应策略，自主选定大流量或小流量要求下对应的非线性稳态模型和线性计的动态增益自适应补偿项，用于使得动态增益在对电动燃油泵线性稳态模型进行调整响应速度的在全流量范围内适用的电动燃油泵自适应[0147]本发明提出如图5所示的智能转速指令多步预见技术，该技术由三个主要模块组[0151]本发明采用的基函数是具有良好非线性拟合能力的高斯基函数和具有良好线性生成转速指令补偿量Δn。[0156]通过转速指令补偿量Δn对需求转速na进行调节，最终获得全流量范围内航空电[0158]充分利用指令信号过去和未来信息,T-分别表示燃油温度下限22323=3,4,…,ρ+2)是发生于电动燃油泵中的多故障的非线性函数描述，γ0(t-T0f)，γ1(t-3,4,…,ρ+2)表示故障发生的时间。[0174](2)基于组合径向基函数神经网络(CRBFNN)的航空电动燃油泵智能转速指令逆模型υj无故障的测量信号和航空电动燃油泵模型输出信号，设计非奇异终端滑模面和自适应律，[0200]灰狼优化算法(GWO)是S.Mir