两点燃料注入超声速燃烧压力分布优化控制方法

【作者】 曹瑞峰； 崔涛； 于达仁；

【机构】 哈尔滨工业大学高超声速技术中心；

【摘要】 为了提高发动机性能和增加控制手段,超燃冲压发动机需采用多点燃料注入实现超声速燃烧。目前对于超声速燃烧压力分布的控制主要集中在单点燃料注入的情况下,难以满足超燃冲压发动机研制的需求。本文致力于运用稳态优化控制的方法实现考虑两点燃料注入超声速燃烧的压力分布控制方法。首先建立了考虑两点燃料注入的超声速燃烧准一维模型,模型引入了燃烧室面积变化、壁面摩擦和燃烧释热等物理效应,通过求解模型能够得到燃烧室气动参数的分布。然后,根据给定压力分布和实际压力分布之间差值的2范数的特点,通过数据拟合得出了适用于稳态优化控制算法的两点燃料注入超声速燃烧压力分布控制的数学描述,给出了稳态优化控制算法的基本流程并对多控制量情况下稳态优化控制算法的稳定性、收敛性等讨论。最后仿真分析了不同的控制周期和执行机构时间常数对稳态优化控制精度和速度的影响。得到的结果表明,控制周期越大,系统达到稳定所需时间越长,控制精度越高;执行机构时间常数越大,系统达到稳定所需时间越长,控制精度越高。更多还原