Введение
Глава 1 Анализ проблем разработки САУ ТВВД оптимальной по удельному расходу топлива 10
1.1 Турбовинтовентиляторный двигатель как объект управления 10
1.1.1 Принцип работы, управляемые и управляющие параметры двигателя 10
1.1.2 Математическое описание ТВВД 15
1.2. Методы управления ТВВД 20
1.3 Методы оптимизации 26
1.4 Обучающиеся системы 33
1.5 Методы синтеза САУ 36
1.6 Методы решения задачи оптимизации удельного расхода топлива ТВВД 38
1.7 Постановка задачи оптимизации удельного расхода топлива ТВВД и задач исследования 40
1.7.1 Анализ структуры САУ ТВВД 40
1.7.2 Подход к решению задачи оптимизации 42
1.7.3 Постановка задачи 43
Глава 2 Метод оптимизации удельного расхода топлива ТВВД 45
2.1 Алгоритм задачи оптимизации 45
2.1.1 Разработка общей структуры алгоритма задачи оптимизации 45
2.1.2 Оценка влияния характеристик объекта управления на параметры оптимизации 51
2.2 Разработка метода оптимизации расхода топлива на базе генетического алгоритма 67
2.2.1 Определение целевой функции 67
2.2.2 Разработка алгоритма на базе метода генетических алгоритмов 71
2.2.3 Разработка алгоритма настройки математической модели ТВВД 75
2.3 Разработка метода оптимизации расхода топлива на базе нейронной сети 79
2.3.1 Цели и задачи разрабатываемой системы на базе нейронной сети 79
2.3.2 Выбор структуры разрабатываемой нейронной сети 80
2.3.3 Обучение нейронной сети 81
2.4 Разработка алгоритма взаимодействия подсистемы оптимизации в составе
САУТВВД 83
Глава 3 Моделирование работы алгоритма оптимизации удельного расхода топлива ТВВД 86
3.1 Область применения метода оптимизации 86
3.2 Термодинамическая модель ТВВД 90
3.2.1 Расчет термодинамической модели ТВВД 90
3.2.2 Расчет коэффициентов влияния углов установки НА КНД и КВД на основные параметры двигателя 92
3.3 Реализация имитационной модели САУ ТВВД 95
3.4 Исследование результатов работы имитационной модели САУ ТВВД 100
3.4.1. Оценка качества разработанной САУ 100
3.4.2 Исследование влияния управляющих параметров на расход топлива и тягу ТВВД 104
3.5 Исследование работы алгоритмов оптимизации совместно с имитационной моделью САУ ТВВД 108
3.5.1 Исследование работы генетического алгоритма 108
3.5.2 Формирование нейронной сети для подсистемы оптимизации 112
3.5.3 Исследование работы НС 117
3.6 Граничные значения управляющих параметров 119
Глава 4 Численный эксперимент оптимизации расхода топлива 123
4.1 Особенности программной реализации имитационной модели 123
4.2 Исходные данные для эксперимента 131
4.2.1 Характеристики компрессоров низкого и высокого давления ТВВД 131
4.2.2 Результаты термодинамического расчета ТВВД 135
4.3 Экспериментальные зависимости удельного расхода топлива от частот вращения винтов, углов установки направляющих аппаратов 138
4.3.1 Экспериментальные зависимости, полученные при изменении частот вращения винтов ВВ 138
4.3.2 Экспериментальные зависимости, полученные при изменении углов установки НА КНД и КВД 143
4.4 Анализ полученных результатов 151
4.5 Особенности программной реализации подсистемы оптимизации в составе ЭСУТВВД 154
Основные выводы и результаты работы 156
Список использованных источников 158
